Requisitos de NFPA 101

NFPA 101: En el Código de Medidas de Seguridad, en su edición 2018, se detallan los requisitos de iluminación para las vías de salida. En primer lugar, la NFPA establece que la iluminación debe ser continua durante el tiempo en que las condiciones de ocupación requieran que la vía de salida esté disponible para su uso. En el código también se estipula que se deberá emplear iluminación artificial en dichas ubicaciones y durante tales períodos según sea necesario para mantener la iluminación en los valores de criterio mínimos.

Tal como se define en NFPA 101, para los sistemas de emergencia, se deberá disponer iluminación para ofrecer una iluminación inicial que no sea inferior al promedio de 1,0 fc y en ningún punto inferior a 0,1 fc, según la medición a lo largo del trayecto de salida a nivel del piso. Se permitirá que los niveles de iluminación no disminuyan más que un promedio de 0,6 fc al final del período de 90 minutos necesario. Al igual que el IBC, la iluminación máxima a mínima no debe superar una relación de 40:1.

En lo que respecta a los controles de iluminación, NFPA 101 describe cómo y cuándo está permitido controlar la iluminación de la salida de emergencia. Se deben tener en cuenta los siguientes criterios al especificar los dispositivos de control de iluminación.

• Los dispositivos de control de iluminación deben estar equipados para encender las luces de las salidas de emergencia cuando se corte el suministro eléctrico normal.
• Tal como se requiere para los edificios nuevos, el sistema de alarma contra incendios del edificio debe activar los dispositivos de control de iluminación, si se proporciona un panel de alarmas contra incendios.
• Dado que la señalización fotoluminiscente cobra mayor importancia en el diseño de los edificios, el dispositivo de control de iluminación no debe apagar ninguna iluminación de la que depende la señalización fotoluminiscente.
• Los dispositivos de control de iluminación tampoco deben apagar ninguna luz alimentada a batería.
• En su totalidad, cuando se utilizan nodos de ahorro de energía, relojes temporizadores y sensores, el diseñador debe asegurar que estos dispositivos no pongan en peligro la continuidad del sistema de iluminación de emergencia.
• Es necesario especificar claramente los relojes temporizadores y los paneles de control para que los circuitos no queden atascados en la posición "off" (apagada) o abierta, ya que se debe especificar este tipo de equipo para que la ausencia de potencia cree una condición "on" (encendida) o cerrada a prueba de error para los controles. 

Es importante comprender los niveles necesarios de iluminación de salida de emergencia a lo largo de la vía de paso. La colocación de iluminación a lo largo de las paredes de los huecos de las escaleras puede presentar desafíos para proyectar la cantidad de luz adecuada en estas áreas. Algunas aplicaciones de software de representación de luz también pueden dificultar la correcta simulación de los niveles de iluminación de la escalera. Los ingenieros que disponen la iluminación deben ser estratégicos en especificar la altura de colocación de los apliques de luz para asegurar que se alcancen los niveles adecuados de iluminación.

De manera similar al IBC, NFPA 101 define el acceso a la salida de iluminación de emergencia como escaleras, pasillos, corredores, rampas, escaleras mecánicas y pasillos que conducen a una salida. La iluminación en la salida final incluye áreas como escaleras, pasillos, rampas, corredores y escaleras eléctricas que conducen a una vía pública.

Cuando los medios de iluminación dependen del cambio de una fuente por otra, NFPA exige que la demora no sea superior a 10 segundos. Este fragmento del código hace referencia mayormente a la dependencia de la energía de un generador y a la capacidad para iniciar automáticamente la energía del generador y transferir la carga en el plazo requerido. La falla de una fuente de energía normal, la iluminación de emergencia debe ser capaz de ofrecer iluminación durante 90 minutos, lo que guarda similitud con el requisito del IBC. 

Requisitos de NFPA 70

La NFPA 70: Código Eléctrico Nacional (NEC, National Electrical Code), en su edición de 2017, define los requisitos para los sistemas de emergencia. En el capítulo 700 se define el cableado del circuito y las fuentes de energía en lo que respecta a los sistemas de emergencia requeridos Como en los otros códigos que ya se han analizado, NEC también exige baterías de emergencia que abastezcan y mantengan las cargas durante un período mínimo de 90 minutos. El NEC detalla también que el voltaje de las baterías suministradas a los accesorios de la unidad no debe caer por debajo del 87,5 % del voltaje de funcionamiento normal.

Factores de iluminación de emergencia

La colocación de la iluminación de emergencia, definida como las luces que iluminarán el camino de salida cuando se interrumpa el circuito de energía normal, es un componente de diseño crítico de un sistema de iluminación de emergencia. Hay muchas opciones y factores diferentes que deben considerarse al colocar la iluminación de emergencia.

Un factor a considerar es el tipo de lámpara que se utilizará. Las lámparas LED han conquistado el mercado en los últimos 5 años, y aunque también se deben considerar otros tipos de lámparas, las LED seguirán siendo un pilar de la iluminación de emergencia. Las LED tienen una larga esperanza de vida, dejando las instalaciones libres de mantenimiento hasta 50.000 horas de lámpara. Además, la temperatura de color de las lámparas LED no debería ser un problema; las lámparas LED están disponibles en muchas temperaturas de color para adaptarse a la aplicación. Uno de los principales beneficios de la iluminación LED es su eficiencia. A menudo, esta es una característica subestimada cuando se considera la fuente alternativa de energía de emergencia. Ya sea que el aparato que se va a especificar esté respaldado por una batería, un generador u otra fuente, la eficiencia de un LED permite al ingeniero que lo especifica dimensionar esos sistemas de potencia de emergencia de una manera más razonable.

El principal obstáculo de algunas luces LED es su sustitución. Aunque la vida útil prolongada de una luz LED es un beneficio gigantesco, también se puede considerar como una desventaja al acercarse el final de la vida útil de un accesorio, y la sustitución se vuelve una tarea importante. Ya sea que el controlador o el circuito de la lámpara LED se averíe o que la lámpara LED simplemente llegue al final de su vida útil, el reemplazo de la lámpara en algunas instalaciones LED puede resultar complicado y más difícil que cambiar una lámpara fluorescente. Esto es algo a tener en cuenta al disponer la iluminación de emergencia, y más aún al seleccionar las instalaciones, dado que ciertas instalaciones pueden tener opciones de lámparas específicas que pueden ayudar al personal de mantenimiento a mantener la correcta iluminación a lo largo de la vida del edificio. También se recomienda revisar atentamente las garantías y las especificaciones de la lámpara, ya que ha habido muchos casos en los que se lanzaron al mercado productos LED más económicos con una vida útil inferior a la prometida, lo que les ha dejado a las luces LED una mala reputación y también ha hecho que el personal de mantenimiento tenga dificultades para conservar el diseño de la iluminación cuando las instalaciones fallan prematuramente.

Fuentes de energía de emergencia

Existen varias fuentes de energía de emergencia que deben tenerse en cuenta al diseñar un sistema de iluminación de emergencia. El tipo de sistema más común utilizado en proyectos de presupuesto acotado son las unidades de emergencia de cabezal doble, a los cuales se suele denominar en lenguaje corriente como "ojos saltones" (consulte la Figura 1). Estas instalaciones permiten que el contratista las conecte fácilmente al circuito de derivación local, como se define en el NEC, sin tener que agregar demasiada infraestructura de emergencia. Estas instalaciones se conectan al circuito de derivación local en caso de una falla de energía e iluminan cuando se interrumpe el suministro eléctrico normal. La batería interna ilumina los cabezales dobles que proporcionan iluminación de emergencia. Uno de los puntos en contra de estos tipos de instalaciones es que requieren pruebas y mantenimiento constante, lo que genera muchos puntos de prueba y mantenimiento. Incluso cuando un interruptor de prueba muestra que las lámparas se encienden inicialmente, se debe realizar una prueba completa en estas instalaciones para verificar que sean capaces de emitir los niveles de luz previstos y, al mismo tiempo, mantener el voltaje adecuado para las instalaciones durante el período especificado.

Una alternativa a la especificación de unidades de batería de emergencia de cabezal doble es proporcionar un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS, Uninterruptible Power Supply) de iluminación de emergencia. El beneficio de especificar e instalar un UPS de iluminación de emergencia es que hay un solo sistema de batería central que mantener en lugar de muchas instalaciones esparcidas en toda la instalación. Dada la aplicación adecuada, un sistema UPS de iluminación de emergencia puede ser tan rentable como instalar unidades de batería de emergencia de doble cabezal para proporcionar iluminación en salidas de emergencia. Muchas veces, el costo que implica comprar muchas unidades de batería de emergencia de doble cabezal puede compensar el costo de comprar un UPS de iluminación de emergencia central. Desde el punto de vista de los costos, el factor determinante a la hora de decidir entre las unidades de batería y un UPS central muchas veces se reduce al esquema de conducto, cableado y conmutación de la luz de emergencia. Estos factores dependen del tipo de espacio y de cómo esté dispuesto. La forma en que está configurado el espacio dependerá de cómo se activen las luces. Contar con un amplio espacio abierto puede dar lugar a un sistema de tipo UPS, ya que simplificará la creación de los circuitos en lugar de tener muchas áreas conectadas de forma independiente que requieran iluminación de emergencia.

También se puede considerar la posibilidad de tener un generador de emergencia como fuente de energía, que en ocasiones es un requisito en función del tipo de ocupación. Ya sea gas natural, diésel o propano, uno de los principales beneficios de tener un generador de emergencia en el lugar es que la energía que se obtiene puede durar mucho más tiempo que la de un sistema de batería. Tener un generador conectado a un suministro de gas natural permite que una fuente de energía altamente fiable mantenga el generador en funcionamiento, en comparación con las fuentes de batería que generalmente están destinadas a proporcionar 90 minutos de iluminación de emergencia. Se debe destacar que, según el NEC, un generador aceptable para la autoridad que tiene jurisdicción (AHJ, authority having jurisdiction) significa un generador que debe iniciarse automáticamente cuando falle el suministro eléctrico normal y que transfiera automáticamente las cargas de todos los circuitos eléctricos necesarios. Uno de los principales inconvenientes del gas natural puede ser la falta de fiabilidad durante un desastre natural real. Se debe considerar el hecho de mantener esa conexión con la fuente de combustible durante una catástrofe, es por ello que en partes del país en regiones sísmicas donde pueden dañarse las líneas enterradas, se requieren fuentes de combustible alternativas, como el diésel. El combustible diésel es otra fuente popular de combustible, pero hasta el diésel puede tener sus inconvenientes. Los tanques grandes de consumibles con diésel están destinados a almacenar combustible para mantener la energía en una instalación durante días. Los ingenieros de especificaciones deben considerar factores como la vida útil del combustible. Almacenar grandes cantidades de combustible diésel durante períodos de tiempo prolongados puede presentar problemas, ya que el combustible se degrada con el tiempo. Contar con un contrato de reabastecimiento de combustible es otro factor importante que debe analizarse con un cliente para garantizar que se tomen las medidas adecuadas para la iluminación de emergencia.  

Matt Zega es socio de RTM Engineering Consultants. Se ha dedicado al diseño de sistemas de energía eléctrica e iluminación durante más de 12 años, y su diversificada cartera comprende proyectos en todos los sectores más importantes del mercado.