Ingenieria de La Produccion Practica #4

 

UNIVER NIVER SIDAD DE S AN CAR LOS DE G UATEM ATEMALA. ALA. FACULTAD FACULT AD DE INGENIERÍA. ESC UELA DE INGE NIERÍA MECÁ NICA-IN NICA-INDU DUSTRIAL. STRIAL. CURSO: INGENIERÍA DE LA PRODU PRODUCCIÓN CCIÓN “N”   Cated Cat edrá rátticos:

ING. MEC. IND. HUGO HUMB HUMB ER TO R IVE R A PE RE Z  AUX. Br. KEVIN KEVIN ESTU ESTUARDO ARDO MA MAS S CANEK  

PRACTICA #4 ILUMINACIÓN INDUSTRIAL La iluminación industrial, es un factor de gran importancia dentro de las empresas, ya que de esto depende el éxito de las actividades que se desarrollen dentro de las mismas.  Actualmente, cuando sse e hable de iluminación industrial no solo nos estamos refiriendo a las lámparas que se utilizarán para iluminar un área de trabajo, sino que también se refiere a la iluminación natural que es posible utilizar con el fin de no tener mucho gasto en iluminación artificial. La unidad que sirve medir la sobre iluminancia es el pielocalizada en laambos la  – candelaa ounLUX, intensidad con la cualpara incide la luz una superficie pie de fuentecasos de luzesque en este caso es una candela prendida. Las unidades y definiciones de iluminación son las siguientes:

INTENSIDAD LUMINOSA: intensidad de la luz dentro de un pequeño ángulo, en una dirección especificada, la unidad es CANDELA. FLUJO LUMINOSO: flujo de luz, independiente de la dirección, por lo general, se usa para expresar la producción total de luz de una fuente y para expresar la cantidad incidente sobre una superficie, su unidad es el LUMEN. ILUMINANCIA: Cantidad de luz a una distancia dada, su unidad es el LUX. BRILLANTEZ:  Es la cantidad de luz independiente de la distancia de observación dado que las candelas desde el objeto y area del objeto percibido por el ojo humano disminuyen a la misma tasa con la distancia, su unidad es el NIT. 1 NIT = 1 CANDELA M2

REFLECTANCIA: porcentaje de luz reflejada desde una superficie, esta definición no tiene unidad. CONTRASTE: es la diferencia entre la luminancia de lo más brillante y la luminancia de la más obscuro, dividido entre la luminancia de lo más brillante.

 

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LONGITUD DE ONDA: la distancia entre ondas sucesivas determina el color de los objetos. De las 60 octavas de la radiación electromagnética, el ojo detecta radiación en la octava de 380 a 760 nanómetros, la unidad es e s el NANÓMETRO.

MÉTODOS PARA REALIZAR EL CÁLCULO DE LA ILUMINACIÓN El cálculo de la iluminación se puede realizar de diferentes maneras, entre las que podemos mencionar: 1.

El método de cavidad zonal

2.

El método de punto por punto

METODO DE CAVIDAD ZONAL La de interior iluminación I.E.S. recomienda el usosobre del método de cavidad zonal para los sociedad cálculos de de ingeniería iluminación uniformemente distribuidos superficies horizontales. La adopción de este método depende de la buena disposición de los fabricantes de artefactos para hacer el trabajo adicional que requiere la preparación prepar ación de los alumbrados para aumentar el trabajo de diseño, calculando el valor correcto del coeficiente por medio de las tablas. Este método asume que cada local está constituido por tres diferentes zonas o cavidades. Cada una de ellas será tratada en conjunto, ya que tiene un efecto en cada una de las otras actividades para producir iluminación uniforme. Este método calcula niveles horizontales de iluminación promedio a través de un espacio.

CAVIDAD DE TECHO (Hcc) La distancia medida desde el plano de las luminarias al techo. Para luminarias colgantes existirá una cavidad de techo. Para luminarias colocadas directamente en el techo o empotradas en el mismo, no existirá cavidad de techo.

CAVIDAD DE AMBIENTE (Hca) Es la distancia entre el plano de trabajo donde se desarrolla la tarea y la parte inferior de la luminaria. El plano de trabajo se encuentra colocado normalmente arriba del ni nivel vel del piso. En algunos casos, donde el plano de trabajo es considerado al nivel del piso, el espacio desde la luminaria al piso se considera como la cavidad de ambiente. En el lenguaje de iluminación la distancia desde el plano de trabajo, a la parte inferior de la luminaria es llamada altura de montaje.

 

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CAVIDAD DE PISO (Hcp) Se considera la distancia desde el piso a la parte superior del plano de trabajo tra bajo o bien donde se realiza la tarea específica. Para áreas de oficinas esta distancia es de aproximadamente de 76 Cm. Si el trabajo se realizara directamente en el piso no existe cavidad de piso La teoría básica en este método de cálculo de iluminación es que la luz producida por una lámpara es reflejada por todas las superficies del área. Las reflexiones múltiples de la luz desde la luminaria y desde las superficies del local local actúan para producir la luz en el plano de trabajo. Debido a este hecho es importante determinar.

MÉTODO DE PUNTO POR PUNTO Este método permite conocer los valores de iluminancia en puntos concretos. Consideraremos que la iluminancia enluz un que punto es al la plano suma de de trabajo la luz proveniente componente directa, producida por la llaga directamentedededos lasfuentes, luminarias, y otra indirecta o reflejada procedente de la reflexión de la luz de las luminarias en el techo, paredes y demás superficies del local. En la siguiente figura podemos ver que solo unos pocos rayos de luz serán será n perpendiculares al plano de trabajo, mientras que el resto serán oblicuos. Esto quiere decir que de la luz incidente sobre un punto, solo una parteservirá para luminar el plano de trabajo y el resto iluminara el plano vertical a la dirección incidente en dicho punto.

En general, para hacernos una idea de la distribución de la iluminancia nos bastará con conocer cono cer los valores de la iluminancia sobre el plano de trabajo; es decir, la iluminancia horizontal. Sólo nos interesará conocer la iluminancia vertical en casos en que se necesite tener un buen modelado de la forma de los objetos (deportes de competición, escaparates, estudios de televisión y cine, retransmisiones deportivas) o iluminar objetos en posición vertical (obras de arte, cuadros, esculturas, pizarras, fachadas, etc.).

 

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Para utilizar el método del punto por punto necesitamos conocer previamente las características fotométricas de las lámparas y luminarias empleadas, la disposición de las mismas sobre la planta del local y la altura de estas sobre el plano de trabajo. Una vez conocidos todos estos elementos podemos empezar a calcular las iluminancias. Mientras más puntos calculemos más información tendremos sobre la distribución de la luz.

PASOS PARA CALCULO DE ILUMINACION •  PASO #1 – COEFICIENTE DE REFLEXIÓN

color Blanco Marfil Col. pálidos

Coef de Reflexión % 75-85 70-75 60-70

color  Amarillo Marrón Claro Verde Claro Gris

Coef de Reflexión 55-65 45-55 40-50 30-50

color  Azul Rojo Marrón oscuro

Coef de Reflexión 25-35 15-20 10-150

Claros

SemiClaros

Claros

•  PASO #2 – RANGOS DE ILUMINACIÓN EN LUX

 

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DESCRIPCIÓN

Montaje: Simple Moderadamente difícil Difícil Muy difícil Extra difícil

RANGO

Los trabajos se clasifican (de acuerdo a las normas IES) en: D E F G H DESCRIPCIÓN

RANGO

Oficinas:

DESCRIPCIÓN

Lecturas de reproducciones pobres

F

Lecturas y escrituras a tinta

D

Lectura impresiones de mucho contraste

D

RANGO

Talleres: Trabajo grueso

D

Trabajo medio

E

Trabajo fino

H

DESCRIPCIÓN

Sala de Dibujo: Dibujo detallado Esbozos DESCRIPCIÓN

RANGO

Áreas de servicios: Escaleras, Corredores, Entradas, baños

C

RANGO

F E

 

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  PASO #3 – FACTORES DE PESO Y VALOR DE LUXES



Descripción Edad Velocidad ó Exactitud Reflectancia Alrededores

Factores de Peso -1 0 55

No importa

Importante

Critico

>70%

30%-70%

30% se debe calcular un factor de corrección para K*.

•  PASO #10 –  FACTOR DE CORRECCIÓN (K*) Datos a utilizar: Pcc, Pp y Rca

Pcc Pp

RCA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TABLA DE FACTORES DE MULTIPLICACION PARA REFLECTANCIAS DE CAVIDAD DE PISO DEL 30% K * = (K )(X)  80 70 50 70 50 30 10 70 50 30 10 50 30

10

1.09 1.08 1.07 1.06 1.06 1.05 1.05 1.04 1.04 1.04

1.04 1.03 1.02 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.00 1.00

1.08 1.07 1.05 1.04 1.04 1.03 1.03 1.03 1.02 1.02

1.07 10.5 1.04 1.03 1.03 1.02 1.02 1.01 1.01 1.01

1.01 1.05 1.03 1.02 1.02 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01

1.08 1.06 1.05 1.04 1.04 1.03

1.07 1.05 1.05 1.04

1.07 1.06 1.05 1.04 1.03 1.03 1.03 1.02 1.02 1.02

1.06 1.05 1.04 1.03 1.02 1.02 1.02 1.01 1.01 1.01

1.06 1.04 1.03 1.02 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.00

1.05 1.04 1.03 1.03 1.03 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02

1.04 1.03 1.03 1.02 1.02 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01

50

30 30

10

1.03 1.03 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.01

1.03 1.02 1.02 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01

1.02 1.02 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.00 1.00 1.00

50

10 30

10

1.01 1.02 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01

1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01

1.01 1.01 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

 

UNIVERS UNIVERS IDAD DE SAN CAR LOS DE GUATEMALA. FACULTAD DE INGENIER ÍA. ESC UELA DE INGE INGE NIERÍA MECÁNICA-INDU MECÁNICA-INDUSTRIA STRIA L. CURSO: INGENIER ÍA DE LA PRODUCCIÓN “N”   Cated Catedrát ráticos: icos:

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•  PASO #11 – FLUJO LUMINOSO TOTAL ( ɸt) ɸt = (E*A) (E*A) / (K*Fm) (K*Fm) donde, E= Flujo luminoso  A=Área=Largo*Ancho es decir A=W*L K*= Factor de Corrección Fm=Factor de Mantenimiento (Malo=0.5, Regular=0.65, Bueno=0.8)

•  PASO #12 – ESPACIAMIENTO MÁXIMO ENTRE LUMINARIAS (Em) Datos a utilizar: hca y Norma alemana=1.5 Em = Norma*hca

•  PASO #13 – CANTIDAD DE LUMINARIAS NECESARIAS Datos a utilizar: Ancho (W) , Largo (L) y Em #Luminarias Ancho = Ancho / Em #Luminarias Largo = Largo / Em Total Luminarias = #Luminarias Ancho * #Luminarias Largo

•  PASO #14 – FLUJO LUMINOSO POR LUMINARIA ( ɸL) ɸL = ɸt / Total Luminarias

 

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•  PASO #15 – ELIGIENDO LUMINARIAS Lámpara W Incandescentes Incandescentes Incandescentes Incandescentes

Standard Standard Standard Standard

Incandescentes Incandescentes Standard Standard Fluorescentes Standard Fluorescentes Standard

25 40 60

Lúmenes Iniciales 230 450 890

Vida útil horas 2500 1500 1000

75 100 150 20

1200 1700 2850 1220

850 750 750 9000

Fluorescentes High output Fluorescentes High output Fluorescentes slimline Fluorescentes slimline Fluorescentes slimline

40 85 110 38.5 56 73.5

3200 6450 9000 2900 4400 6300

18000 12000 12000 12000 12000 12000

40 3000 12000 Fluorescentes Tipo “U” Fluorescentes •  PASO #16 – NÚMERO DE LÁMPARAS POR LUMINARIAS #Lámparas/Luminarias = ɸL / Lúmenes Iniciales

 

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RUIDO INDUSTRIAL El ruido puede ser molesto y perjudicar la capacidad de trabajar al ocasionar tensión y perturbar la concentración, así como ocasionar accidentes al dificultar las comunicaciones y señales de alarma. La pérdida temporal o permanente de audición a causa de la exposición al ruido en el lugar de trabajo es una de las enfermedades profesionales más corrientes. cor rientes. La exposición al ruido en el lugar de trabajo puede provocar varios problemas crónicos de salud además de la pérdida de audición. Los efectos en la salud de la exposición al ruido dependen del nivel del ruido y de la duración de la

exposición.

PÉRDIDA TEMPORAL DE AUDICIÓN:  Al cabo de breve tiempo en un lugar de trabajo  ruidoso a veces se nota que no se puede oír muy bien y que le zumban a uno los oídos. Se denomina desplazamiento temporal del umbral a esta afección. El zumbido y la sensación de sordera desaparecen normalmente al cabo de poco tiempo de estar alejado del ruido. Ahora bien, cuanto más tiempo se esté expuesto al ruido, r uido, más tiempo tarda el sentido del de l oído en volver a ser "normal". " normal". Después de dejar el trabajo, puede costar varias horas recuperarse, lo cual puede ocasionar problemas sociales, porque al trabajador le puede resultar difícil oír lo que otras personas dicen o puede querer escuchar la radio o la televisión más altas que el resto de la familia. PÉRDIDA PERMANENTE DE AUDICIÓN: Con el paso del tiempo, después de haber   estado expuesto a un ruido excesivo durante demasiado tiempo, los oídos no se recuperan y la pérdida de audición pasa a ser permanente. La pérdida permanente de audición no tiene cura. Este tipo de lesión del sentido del oído puede deberse a una exposición prolongada a ruido elevado o, en algunos a lgunos casos, a exposiciones breves a ruidos elevadísimos. Si un trabajador empieza a perder el oído, quizá observe primero que una charla normal u otros sonidos, por ejemplo señales de alarma, empiezan a resultarle poco claros. A menudo, los trabajadores se adaptan ("se acostumbran") a la pérdida de audición ocasionada por ruidos dañinos en el lugar de trabajo. Por ejemplo, pueden empezar a leer los labios de la gente que habla, pero resultarles difícil escuchar a alguien que se halle en una multitud mu ltitud o por teléfono. Para oír la radio o la televisión, suben tanto el volumen que atruenan al resto de la familia. "Acostumbrase" al ruido significa que se está perdiendo lentamente la audición.

 

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Otros efectos   Además de la p pérdida érdida de audición, la exposición al ruido en el lugar de trabajo puede provocar otros problemas, entre ellos problemas de salud crónicos:   La exposición al ruido durante mucho tiempo disminuye la coordinación y la concentración, lo cual aumenta la posibilidad de que se produzcan acci cide den ntes es..







  El ruido aumenta la tensión,cardíacos, lo cual puede dar lugaryanerviosos. distintos problemas de salud, entre ellos trastornos estomacales Se sospecha que el ruido es una de las causas de las enfermedades cardíacas y   las úlceras de estómago.   El obrero expuesto al rruido uido puede quejarse de nerviosismo, insom insomnio nio y fatiga





(se sienten cansados todo el tiempo).

La medición del ruido: En el lugar de trabajo, el ruido puede ser perturbador por  su frecuencia y su volumen. Así, por ejemplo, un ruido agudo, por ejemplo el de un silbido, irrita los oídos mucho más que un ruido grave, aunque se emitan los dos al mismo volumen. Los sonidos tienen distintas intensidades (fuerza). Así, por ejemplo, a Decibeles:  usted le grita alguien en lugar de susurrarle, su voz tiene más energía y puede recorrer mássidistancia y, por consiguiente, tiene más intensidad. La intensidad se mide en unidades denominadas decibelios (dB) o decibeles medidos por un aparato llamado decibelímetro y considera que el nivel óptimo para el oído humano oscila entre 60 y 70 decibeles y cuando estos rebasan los 70 decibeles se inician los daños en la salud. La escala de los decibelios no es una escala normal, sino una escala logarítmica, lo cual quiere decir que un pequeño aumento del nivel de decibelios es, en realidad, un gran aumento del nivel de ruido. Dentro de un lugar de trabajo normal, el ruido procede de distintas fuentes, por ejemplo, las herramientas (las máquinas y la manipulación de los materiales), los compresores, el ruido de fondo, etc. Para detectar todos los problemas de ruidos que hay en el lugar de trabajo, lo primero que hay que hacer es medir el ruido de cada fuente por separado.

 

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Método sencillo para evaluar la exposición al ruido Póngase a distancia de un brazo de su colega de trabajo. Si no puede usted hablar en tono normal que gritar y tiene para comunicarse, quiere decirse que el nivel de ruido del lugar de

trabajo es demasiado elevado y que hay que rebajarlo. En la tabla siguiente figuran los límites recomendados de exposición al ruido según el número de horas que se esté expuesto a él.

 

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Diferencia

Cantidad a

entre 2 Niveles Agregar

0

3

1

2.6

2

2.1

3 4

1.8 1.4

5

1.2

6

1

7

0.8

8

0.6

 

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9

0.5

10

0.4

11

0.3

12

0.2

Métodos para controlar y combatir el ruido

El ruido en el lugar de trabajo se puede controlar y combatir: 1) en su fuente; 2) poniéndole barreras; y 3) en el trabajador mismo.

En su fuente: Al fuente: Al igual que que con o otros tros tipos d de e expo exposición, sición, la me mejor jor manera de de  evitarlo es eliminar el riesgo. Así pues, combatir el ruido en su fuente es la mejor manera de controlar el ruido y a menudo suele ser más barato que cualquier otro método. Para aplicar este método puede ser necesario llegar a sustituir alguna máquina ruidosa. Otros métodos mecánicos para disminuir el ruido son:              

Impedir o disminuir el choque entre piezas de la máquina; Disminuir suavemente la velocidad entre los movimientos hacia adelante y hacia atrás; Sustituir piezas de metal por piezas de plástico más silenciosas  Aislar las piezas piezas de la máquina que sean particularme particularmente nte ruido ruidosas; sas; Colocar silenciadores en las salidas de aire de las válvulas neumáticas;  Cambiar de tipo de bomba de los los sis siste temas mas hid hidráu ráulic licos; os; Colocar ventiladores más silenciosos o poner silenciadores en los conductos de los sistemas de ventilación; Poner silenciadores o amortiguadores en los motores eléctricos; Poner silenciadores en las tomas de los compresores de aire.

También son eficaces para disminuir los niveles de ruido el mantenimiento y la lubricación periódicos y la sustitución de las piezas gastadas o defectuosas. Se puede reducir el ruido que causa la manera en que se manipulan los materiales con medidas como las siguientes:  

       

disminuir la altura de la caída de los objetos que se recogen en cubos o tach tachos os y cca ajas jas; aumentarr la rigidez de los recip aumenta recipientes ientes con contra tra los que cho chocan can objetos objetos,, o dotarlos de a amortiguado mortiguadores; res; utilizar caucho blando o plá plástico stico para los impa impactos ctos fuertes; disminuir la vel velocidad ocidad de las correas o band bandas as tra transportado nsportadoras; ras; utilizar transportad transportadoras oras d de e correa en lu lugar gar d de e las de rodi rodillo. llo.

 

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Una máquina que vibra en un piso duro es una fuente habitual de ruido. Si se colocan las máquinas que vibran sobre colchones de caucho u otros materiales amortiguadores disminuyen notablemente el problema. Barreras: Si no se puede controlar el ruido en la fuente, puede ser necesario  necesario aislar la máquina, alzar barreras que disminuyan el sonido entre la fuente y el trabajador o aumentar la distancia entre el trabajador y la fuente. (Aunque esto puede ser difícil hacerlo en muchos casos.) En el gráfico siguiente figura un método sencillo de saber cómo se reduce el sonido conforme a la distancia.

Si una pequeña fuente sonora produce un nivel de sonido de 90 dB a una distancia de 1 metro, el nivel sonoro a una distancia de 2 metros será de84 dB, a 4 metros de 78 dB, etc.

Estos son algunos puntos que hay que recordar si se pretende controlar el sonido poniéndole barreras: Si se pone una cerca, ésta no debe es estar tar en conta contacto cto con ningu ninguna na pieza d de e la máquina máquina;; En la cerca debe haber el número mínimo posible de orificios;   Las puertas de acceso y losorificios losorifi cios de los cables y tuberías deben ser rellenados re llenados con juntas de caucho. Los paneles de las cercas aislantes deben ir forrados por dentro de material que absorba el sonido. Hay que silenciar silenciar y al alejar ejar de los trabajado trabajadores res las eva evacuaciones cuaciones y tiros de aire; La fuente fuente de ruido debe e estar star separa separada da de la lass otras zo zonas nas de tra trabajo; bajo; Se debe desviar el ruido de la zona de trabajo mediante un obstáculo que aísle del sonido o lo rechace; De ser posible, posible, se deben u utilizar tilizar materiale materialess que absorba absorban n el sonido en la lass paredes, llos os suelos y los tec techos. hos. En el propio trabajador: El control del ruido en el propio trabajador, utilizando  utilizando protección de los oídos es desafortunadamente, la forma más habitual pero la menos eficaz de controlar y combatir el ruido. Obligar al trabajador a adaptarse al lugar de trabajo es siempre la forma menos conveniente de protección frente a cualquier riesgo. Por lo general, hay dos tipos de protección de los oídos: tapones de oídos y orejeras.  Ambos tienen tienen por ob objeto jeto evita evitarr que un rui ruido do exce excesivo sivo llegue al oído interno.

 

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Los tapones para los oídos se meten en el oído y pueden ser de materias muy distintas, entre ellas caucho, plástico o cualquier otra que se ajuste bien dentro del oído. Son el tipo menos conveniente de protección del oído, porque no protegen en realidad con gran eficacia del ruido y pueden infectar los oídos si queda dentro de ellos algún pedazo del tapón o si se utiliza un tapón sucio.   Tapones de oídos yalorejeras: 1) Fibras refractarias ruido que que se pueden moldear; 2) Fibras acústicas recubiertas de plástico;

3) Plástico expandible; 4) Tapones de oídos de plástico que se pueden utilizar más de una vez; 5) Orejeras.

Las orejeras protegen más que los tapones de oídos si se utilizan correctamente. Cubren toda la zona del oído y lo protegen del ruido. Son menos eficaces si no se ajustan perfectamente o si además de ellas se llevan lentes. La protección de los oídos es el método menos aceptable de combatir un problema de ruido en el lugar de trabajo, porque: • 

la empresa no siempre facilita el tipo adecuado de protección de los oídos, sino que a menud menudo o sigu sigue e el prin principio cipio de "cuanto más bara barato, to, mejo mejor"; r";

 

UNIVER NIVER SIDAD DE S AN CAR LOS DE G UATEM ATEMALA. ALA. FACULTAD FACULT AD DE INGENIERÍA. ESC UELA DE INGE NIERÍA MECÁ NICA-IN NICA-INDU DUSTRIAL. STRIAL. CURSO: INGENIERÍA DE LA PRODU PRODUCCIÓN CCIÓN “N”   Cated Cat edrá rátticos:

ING. MEC. IND. HUGO HUMB HUMB ER TO R IVE R A PE RE Z  AUX. Br. KEVIN KEVIN ESTU ESTUARDO ARDO MA MAS S CANEK  

 

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EJERCICIOS RESUELTOS  E JE MPLO PRÁCTICO

 Ambiente de trabajo titiene ene 14 metros de ancho, 15 de llargo argo 2.60 metros de alto. Los escritorios tienen una altura de 0.75 metros. Debido al tipo deen actividades mayoritarias que realiza, el nivel recomendado es de 300 luxes constantes cualquier punto del ambiente a una altura delumínico trabajo de 0.75 metros del piso. El tipo de lámparas que se recomienda utilizar, para iluminar este ambiente, son lámparas de doble tubo de gas neon de 36 watts, tipo Day  – Light, según la distribución física que se recomienda en