Tuneles

La conducción de vehículos a través de los túneles durante las horas diurnas plantea una problemática totalmente diferente a la

conducción al aire libre por la noche, que se concreta fundamentalmente en las diferentes existentes entre los elevados niveles de

luminancia exteriores y los bajos niveles de luminancia en el interior de los túneles.

El problema visual fundamental en un túnel es el de la adaptación del ojo humano desde las elevadas luminancias exteriores durante

el día, a las bajas luminancias (prácticamente nulas) que existen en el interior de un túnel, teniendo en cuenta además que, en una

determinada distribución de luminancias, no puede verse un obstáculo si su luminancia es muy inferior a la de dicha distribución. Todo

lo cual da lugar al denominado “efecto agujero negro” que impide, durante el día, que los conductores vean el interior del túnel cuando

se encuentran a una cierta distancia de la boca del mismo.

Todo ello considerando que en la mayoría de los túneles, la luz natural diurna solamente penetra, en función de la orientación de los

mismos, una distancia del orden de una a tres veces su mayor dimensión transversal. Más allá de dicha distancia las condiciones

luminosas existentes son insuficientes para asegurar la visibilidad de eventuales obstáculos, o para el adecuado guiado de los

conductores.

Desde el punto de vista luminotécnico en los túneles se diferencian las siguientes zonas: de acceso, de entrada constituida por las

zonas de umbral y de transición, del interior y, finalmente, de salida (véase Fig. 4). Por razones económicas, no es posible restablecer

en la zona de entrada de los túneles condiciones de iluminación idénticas a las existentes durante el día en el exterior (zona de

acceso), que puedan alcanzar valores de hasta 100.000 lux.

En la zona de umbral situada justo a la entrada del túnel, con una longitud aproximadamente igual a la distancia de seguridad, el

alumbrado durante el día debe dimensionarse de forma que asegure una visión suficiente de eventuales obstáculos sobre la calzada,

aunque se produzca una primera reducción brusca de los niveles de iluminación existentes en el exterior (zona de acceso), pero que

resulta aceptable. En la segunda parte de la zona de umbral se disminuyen progresivamente los niveles de iluminación.

En la zona inmediata siguiente o zona de transición, de longitud variable en función de la velocidad de circulación, la instalación de

alumbrado debe concebirse para paliar el efecto de adaptación (paso súbito de un nivel de iluminación muy elevado a un nivel

bastante bajo) continuando con la disminución paulatina de los niveles de iluminación hasta haber completado el progreso de

adaptación del ojo al llegar a la zona del interior, donde se instala un alumbrado con un nivel constante de iluminación.

En la zona de salida, con una longitud aproximadamente igual a la distancia de seguridad, debe reforzarse de forma asimismo

progresiva el alumbrado elevando los niveles de iluminación, de manera que se facilite a los conductores la adaptación a las

condiciones luminosas exteriores. En los túneles bidireccionales el alumbrado en la zona de salida será idéntico al de la zona de

entrada.

13.1.1. Problemática visual en los túneles

La problemática visual en los túneles comprende los efectos de inducción y adaptación, así como la influencia de las luminancias

de velo. Todo lo cual exige tener en cuenta la distancia de seguridad en función de la velocidad del tráfico del túnel.

13.1.1.1. Efecto de inducción

La sensibilidad del ojo humano es función de la distribución de luminancias en el campo de visión, y sobre la misma

influyen dos fenómenos denominados de inducción y de adaptación.

Respecto a la inducción es el efecto producido por la influencia de las partes contiguas de la retina a aquella en la

que se forma la imagen del objeto que se está visualizando. Si los ojos del conductor se encuentran en un estado

de adaptación a una determinada distribución de luminancias, únicamente puede ver aquellos objetos cuya

luminancia sea próxima a la citada distribución.

Debido a la adaptación de los ojos del conductor que se aproxima a un túnel a las altas luminancias exteriores

diurnas, cuando éste observa la boca o entrada del mismo, la parte de la retina que recibe la imagen del exterior

ejerce sobre la otra parte que recibe la imagen de la boca del túnel un efecto de inducción, de forma que la entrada

del túnel aparece como un “agujero negro” en el que no se ve ni un solo detalle. El efecto de inducción de lugar a

que, en una determinada distribución de luminancias (iluminación natural diurna de la carretera), no pueda verse

un objeto si su luminancia es muy inferior a la de dicha distribución (iluminación prácticamente nula de la entrada

del túnel), por mucho tiempo que se contemple dicho objeto.

LUMINOTECNIA 2002 233

Capítulo 13. ILUMINACIÓN DE TÚNELES

234 LUMINOTECNIA 2002

13.1.1.2. Efecto de adaptación

Es el que permite el ajuste de la sensibilidad del ojo humano a un cambio en la distribución de luminancias en el

campo de visión. El tiempo que tarda en producirse la adaptación de la sensibilidad del ojo humano al cambio en

la distribución de luminancias, se denomina tiempo de adaptación.

La adaptación de la sensibilidad del ojo a los cambios rápidos de la distribución de luminancias en el campo visión

no es instantánea, por lo que durante un determinado tiempo la capacidad de visión disminuye, llegando a

producirse una ceguera momentánea en el caso de un cambio brusco de la distribución de luminancias. Es decir,

en algunos supuestos como en el caso de la entrada de túneles, el problema puede ser grave y dar origen a que

no pueda realizarse la función visual.

13.1.1.3. Influencia de las luminancias de velo

La luz parásita presente sobre el ojo de los conductores (luminancia de velo foveal o de Fry), el estado de la

atmósfera (luminancia atmosférica) y los reflejos del parabrisas del vehículo (luminancia del parabrisas), se

combinan para formar un velo luminoso que reduce la visibilidad de los obstáculos a la entrada de los túneles.

La razón principal de la iluminación de un túnel es asegurar en todo momento la visibilidad de los obstáculos, lo que exige

percibir una diferencia entre la luminancia del obstáculo y la luminancia de fondo o de la calzada y paredes del túnel.

Por definición, el contraste se expresa de la forma siguiente:

donde:

L0 = Luminancia del obstáculo.

Lf = Luminancia de fondo.

El contraste C puede ser positivo o negativo:

Si L0 > Lf C > 0 Contraste positivo (obstáculo más claro que el fondo)

Si L0 < Lf C < 0 Contraste negativo (obstáculo más oscuro que el fondo)

En el caso de túneles se deben diferenciar dos tipos de contraste: el denominado intrínseco o físico Cint medido

junto al obstáculo y el contraste de retina CR medido desde el ojo del conductor del vehículo.

En la Fig. 1 puede comprobarse que el contraste intrínseco Cint se mide junto al obstáculo en (1), mientras que el

contraste de retina CR se evalúa desde el ojo del observador en (4), interponiéndose entre ambos contrastes un

conjunto de luminancias de velo denominadas atmosférica Latm, de parabrisas Lpb y foveal o de Fry Lv, que dan origen

en el ojo del conductor a un deslumbramiento de velo que perturba la visión.

Las capas de aire de la atmósfera conteniendo partículas iluminadas por la luz solar dan lugar a la luminancia

atmosférica Latm debido a la refracción de la luz en dichas capas de aire de la atmósfera. Depende de las condiciones

atmosféricas y de la posición del sol.

La luminancia del parabrisas Lpb se produce como consecuencia de la existencia en los vehículos del parabrisas, que

provoca efectos de difracción o reflexión según la posición del Sol en el campo visual y el estado, curvatura e

inclinación del propio parabrisas.

La luminancia de velo foveal o de Fry Lv está causada por la perturbación en la visión que induce una luminancia

ajena a la tarea visual a realizar, y que dificulta la percepción de las imágenes de dicha tarea visual, debido al velo

luminoso producido en el ojo del conductor a causa de la difracción de la luz en el humor acuoso del globo ocular.

Las luminancias de velo atmosférica, de parabrisas y foveal o de Fry que, tal como se representa en la Fig. 1, se

interponen entre el obstáculo y el conductor, reducen el contraste intrínseco Cin del obstáculo (CR < Cint) sin cambiar

el signo del contraste, disminuyendo la visibilidad de los obstáculos a la entrada de los túneles.

Dicha reducción del contraste

...