Los Parámetros Geométricos de Diseño

La correcta distribución luminosa en exterior depende no solo de la potencia e intensidad de la luminaria, sino de la disposición física de los soportes. El proyectista técnico debe definir con precisión cuatro parámetros geométricos fundamentales para configurar la simulación 3D:

  • Altura de montaje ($H$): Distancia vertical desde la calzada hasta el centro óptico de la luminaria. En calzadas urbanas oscila de 6 a 10 metros, y en autopistas llega a 12 o 15 metros.
  • Interdistancia o Separación ($D$): Distancia horizontal entre dos soportes consecutivos de la línea de alumbrado. El ratio $D/H$ es vital para la uniformidad; por norma, la interdistancia no debe exceder de 3 a 3.5 veces la altura para asegurar solape de los haces.
  • Saliente o Voladizo ($d$): Distancia horizontal entre el centro óptico de la luminaria y el bordillo de la acera. Si el poste se coloca retirado por seguridad vial, el brazo debe volar lo necesario para posicionar la luminaria sobre la calzada.
  • Inclinación ($\theta$): Ángulo que forma el plano del difusor de la luminaria con la horizontal. Generalmente oscila de 5° a 15°. Una inclinación excesiva aumenta el alcance del haz, pero introduce deslumbramiento directo (TI) y contaminación lumínica (FHS).

Disposiciones Estándar en Carreteras

Según la relación entre el ancho de la vía ($W$) y la altura útil del poste ($H$), se escoge la geometría de implantación:

1. Distribución Unilateral

Se colocan todas las farolas en una única acera. Es la solución óptima y más económica (menos canalizaciones) cuando el ancho de la calle es menor o igual a la altura de montaje del poste ($W \le H$).

2. Distribución al Tresbolillo

Los báculos se disponen de forma alternada a ambos lados de la calzada. Se recomienda cuando la anchura de la vía se encuentra comprendida entre una vez y una vez y media la altura del poste ($H < W \le 1.5H$), garantizando que la zona central reciba flujo cruzado de ambos lados.

3. Distribución Pareada (Enfrentada)

Los postes se colocan enfrentados cara a cara en parejas en ambas aceras. Es obligatoria en grandes avenidas comerciales, autovías y carreteras anchas donde el ancho del pavimento supera 1.5 veces la altura del poste ($W > 1.5H$).

Esquema acotado de parámetros geométricos de alumbrado vial: altura, interdistancia, inclinación y ancho
Figura 1: Acotaciones de los parámetros geométricos en el perfil de la vía. Ajustar adecuadamente la inclinación y el voladizo d optimiza el coeficiente de utilización sobre la calzada. Fuente: Generada para fines educativos / Licencia: CC BY-NC-SA

Criterios de Uniformidad y Relación de Alturas

Si la interdistancia $D$ se proyecta excesiva en relación a la altura $H$ (ej. $D > 4H$), la parte central entre báculos recibirá una iluminancia residual inapreciable. Esto fragmenta la distribución en manchas y crea peligro vial debido al contraste brusco entre zonas iluminadas y sombras.

🐍 Evaluador Geométrico de Implantación Vial

def evaluar_geometria_via(ancho_via_m, altura_poste_m, separacion_postes_m):
    ratio_ancho = ancho_via_m / altura_poste_m
    ratio_separacion = separacion_postes_m / altura_poste_m
    
    print("--- EVALUADOR GEOMÉTRICO DE IMPLANTACIÓN DE VÍAS ---")
    print(f"Ancho calzada (W): {ancho_via_m} m | Altura poste (H): {altura_poste_m} m")
    print(f"Distancia entre postes (D): {separacion_postes_m} m")
    
    # 1. Evaluar disposición sugerida
    if ratio_ancho <= 1.0:
        disposicion_sugerida = "Unilateral (farolas en un solo lado)"
    elif ratio_ancho <= 1.5:
        disposicion_sugerida = "Tresbolillo (alternadas a ambos lados)"
    else:
        disposicion_sugerida = "Pareada (enfrentadas cara a cara)"
    
    print(f"Ratio Ancho (W/H): {ratio_ancho:.2f} -> Disposición adecuada: {disposicion_sugerida}")
    
    # 2. Evaluar riesgo de uniformidad por excesiva separación
    print(f"Ratio de separación (D/H): {ratio_separacion:.2f}")
    if ratio_separacion <= 3.0:
        print("✅ EXCELENTE: Separación estrecha que garantiza una excelente uniformidad longitudinal.")
    elif ratio_separacion <= 3.5:
        print("✅ ADMISIBLE: Separación adecuada dentro de los márgenes estándar.")
    elif ratio_separacion <= 4.0:
        print("⚠️ LÍMITE: Separación máxima permitida. Requiere ópticas viales de cono abierto.")
    else:
        print("❌ INCUMPLE: Separación excesiva. Se generará 'efecto cebra' (sombras intermedias oscuras). Reduzca D.")

# Evaluar calle de 7.5 metros con postes de 8 metros separados 24 metros
evaluar_geometria_via(ancho_via_m=7.5, altura_poste_m=8.0, separacion_postes_m=24.0)
print()
# Evaluar avenida de 14 metros con postes de 8 metros separados 38 metros
evaluar_geometria_via(ancho_via_m=14.0, altura_poste_m=8.0, separacion_postes_m=38.0)

El script analiza las relaciones dimensionales de la calzada para advertir al proyectista sobre riesgos mecánicos o visuales (uniformidad deficiente) antes de iniciar los cálculos detallados en DIALux.

💼 Caso Práctico: Elección de Disposición

Contexto: Debes proyectar la iluminación de una calle residencial estrecha de 6 metros de ancho. Dispones de báculos de 6 metros de altura de montaje.

Pregunta: ¿Qué disposición de luminarias se considera óptima y reglamentaria cuando el ancho útil de la calzada a iluminar es menor o igual a la altura de montaje del báculo (W <= H)?

⚙️ Caso Práctico: Exceso de Distancia

Contexto: En un intento de abaratar costes de excavación, el instalador propone situar las farolas de 8 metros de altura de una carretera nacional separadas a una distancia de 40 metros.

Pregunta: ¿Qué problema de uniformidad lumínica ocurre si diseñamos una instalación vial con un ratio de interdistancia superior a 4 veces la altura de montaje (D > 4H)?

📝 Caso Práctico: Inclinación Límite del Foco

Contexto: Un técnico junior inclina las farolas de una urbanización rural a 25 grados para proyectar luz hacia unos juzgados traseros privados adyacentes a la calzada.

Pregunta: ¿Por qué no se recomienda inclinar el cabezal de las luminarias de alumbrado exterior por encima de los 15 grados respecto a la horizontal?