C1-218 IMPACTO DE LA ILUMINACIÓN EN LA SEGURIDAD, HIGIENE Y AMBIENTE EN AREAS INTERNAS Y DE ALUMBRADO PÚBLICO. Miguel Ereú

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1 II CONGRESO VENEZOLANO DE REDES Y ENERGÍA ELÉCTRICA Comité Nacional Venezolano Junio 2009 C1-218 IMPACTO DE LA ILUMINACIÓN EN LA SEGURIDAD, HIGIENE Y AMBIENTE EN AREAS INTERNAS Y DE ALUMBRADO PÚBLICO Miguel Ereú C.A. LA ELECTRICIDAD DE CARACAS RESUMEN La iluminación adecuada en áreas interiores es la que permite al usuario trabajar con el mínimo esfuerzo ocular, produciéndole un mayor bienestar tanto físico como psicológico. Por lo tanto, desde el punto de vista ergonómico, hay que resaltar la importancia de que los espacios de trabajo sean iluminados pensando en las necesidades de los usuarios y en las funciones que realizan. Para ello, hay que considerar aspectos como el deslumbramiento directo, la reflexión de la fuente de luz sobre las superficies, los contrastes sobre el área de trabajo y el ambiente, la edad del usuario y el cumplimiento de las normativas de niveles de iluminación COVENIN 2249 para garantizar la buena iluminación del espacio de trabajo. En opinión de los trabajadores, uno de los principales defectos del puesto de trabajo consiste en una iluminación deficiente y en la existencia de reflejos en las pantallas de ordenador y otras superficies. Permitir al usuario la intervención sobre algunos parámetros de la iluminación de su puesto de trabajo tiene efectos muy positivos que van ligados a las sensaciones de confort y de personalización. Por otra parte, en las áreas de alumbrado público es necesario considerar el concepto de contaminación lumínica producida por las luminarias, que no es más que el brillo o resplandor del cielo nocturno, producido por la difusión de la luz artificial. Como resultado, la oscuridad de la noche disminuye y desaparecen progresivamente la luz de las estrellas y los demás astros. Además, que afecta todo un medio ambiente debido a los resplandores luminosos que reciben personas y aves. Este trabajo presenta una propuesta para contribuir al ahorro energético en los sistemas de iluminación interior y exterior para la contribución y preservación del medio ambiente y además de minimizar la contaminación lumínica bajo el reporte técnico de la Comisión Internacional de Iluminación CIE-126. PALABRAS CLAVE Contaminación Lumínica, Sistemas de Alumbrado Público, Ergonomía, Pruebas Fotométricas, salud ocupacional, medio ambiente. 1

2 I. INTRODUCCIÓN A través del Laboratorio de Luminotecnia de la C.A La Electricidad de Caracas, ubicado en el Centro de Operaciones Santa Rosa de la ciudad de Caracas, en la búsqueda de prestar un servicio de excelente calidad, realiza estudios fotométricos que permiten entre otras, establecer los parámetros necesarios para la selección de los elementos más adecuados con los cuales sea posible lograr una iluminación armoniosa, contribuyendo con los factores fundamentales de seguridad, higiene y ambiente (ver Figura 1) En la actualidad el Laboratorio de Luminotecnia, cuenta con adelantos tecnológicos que permiten llevar a cabo dichos estudios con el objetivo de contribuir a la seguridad peatonal en los sistemas de iluminación exterior, así como a la seguridad misma del personal que realiza las mediciones de campo. Por otra parte, se realizan estudios enfocados a minimiza el impacto sanitario de la iluminación en los puestos de trabajo, así como, el campo relacionado con la salud ocupacional (ergonomía). Cabe destacar que el laboratorio de luminotecnia también lleva a cabo estudios en pro de contribuir con el ahorro energético en los sistemas de iluminación y minimizar la contaminación lumínica que no es más que el flujo radiante emitido de las luminarias de alumbrado público hacia el cielo. Impacto Sanitario de la Iluminación. Salud Ocupacional (Ergonomía). Contaminación Lumínica. Ahorro de Energía. HIGIENE AMBIENTE SEGURIDAD Peatonal. Automotriz. Figura 1. Esquema General del Impacto de la Iluminación en la Seguridad, Higiene y Ambiente. Fuente: Elaboración Propia II. HIGIENE Impacto Sanitario de la Iluminación En función de la forma de vida del hombre y la actividad que éste desempeña diariamente, ha sido necesario considerar el desarrollo de un alumbrado artificial que cumpla con particulares exigencias de calidad, esto con el objeto de complementar adecuadamente la iluminación natural o remplazarla totalmente en determinadas circunstancias con lo cual se busca satisfacer las necesidades y requerimientos del hombre según su estilo de vida. Para lograrlo, sin duda, es importante tener en cuenta el nivel de iluminación, las posibles fuentes primarias y secundarias de deslumbramientos así como también, el adecuado y más óptimo balance de luminarias dentro del campo visual, con lo cual se pretende, no sólo acentuar las cualidades del ambiente 2

3 en el que por lo general transcurre la mayor parte de la vida del hombre productivo, sino también, con el objetivo de obtener el mayor provecho posible de la distribución de luz que pueden brindar las luminarias seleccionadas y, de esta manera, contribuir a su vez, con la disminución del costo de iluminación asociado a la energía empleada, bien para iluminación pública, interior, arquitectónica y deportivas. Nuestras viviendas, escuelas y oficinas están muy pobremente iluminadas, es decir, con poca o ninguna influencia de luz solar. Basta comparar los escasos [Lux] de intensidad de iluminación usual, con los Lux que nos ofrece la luz natural en un día nublado, o los [Lux] de un mediodía radiante. Influencia de la Luz La investigación en fotobiología muestra que una carencia crónica de luz puede ser causa de depresión, además de otras alteraciones de salud como insomnio, estrés, ansiedad, mareos, fatiga crónica, incluso inapetencia sexual, impotencia e infertilidad. Sabemos que la luz condiciona la agudeza visual y la percepción de los colores. Hoy el estado de la ciencia permite afirmar que la luz es biodinámica, pues afecta al sistema endocrino y a todos los sistemas biológicos. Especialmente, la ausencia de luz solar influye negativamente sobre el estado de ánimo y afecta a la capacidad del cerebro para el manejo de la información. Por tanto la calidad de la iluminación artificial es significativa para salud humana, igual que para la seguridad y el rendimiento laboral. Una luz brillante, a partir de una intensidad de 800 a 1000 lux, nos dice que ya es de día, despierta el ánimo, sin necesidad de café ni tabaco, y proporciona serotonina al cerebro, la hormona de la actividad y el buen humor. Esto se produce naturalmente al mirar al sol, pero en entornos cerrados, la iluminación es biológicamente insuficiente y nuestro cerebro sigue pasivo, e induce pesimismo, cansancio y sueño. Salud Ocupacional (Ergonomía) Cada vez es más usual tener o conocer problemas de salud originados por malas posturas repetitivas, visión inadecuada y estrés en el puesto de trabajo. Dichos problemas están asociados directamente a una falta de ergonomía en el diseño de los equipos de trabajo, en el diseño del entorno de trabajo y a problemas dentro de la propia organización. Actualmente la ergonomía del espacio de trabajo se plantea con un doble objetivo: Proteger la salud (confort físico o biomecánico). Mejorar el grado de satisfacción del usuario cuya repercusión más directa será el aumento de la eficacia en sus tareas y el incremento de la productividad (confort psicológico). Además de las molestias físicas que repercuten directamente sobre la salud del trabajador, hay que considerar las consecuencias psicológicas derivadas de estas malas posturas como la falta de concentración, irritabilidad, desmotivación, estrés y su incidencia negativa sobre la productividad de la empresa. La iluminación La iluminación adecuada es la que permite al usuario trabajar con el mínimo esfuerzo ocular, produciéndole un mayor bienestar tanto físico como psicológico. Por lo tanto, desde el punto de vista ergonómico, hay que resaltar la importancia de que los espacios de trabajo sean iluminados pensando en las necesidades de los usuarios y en las funciones que realizan. Para ello, hay que considerar aspectos como el deslumbramiento directo, la reflexión de la fuente de luz sobre las superficies, los contrastes sobre el área de trabajo y el ambiente, la edad del usuario, entre otros. En opinión de los trabajadores, uno 3

4 de los principales defectos del puesto de trabajo consiste en una iluminación deficiente y en la existencia de reflejos en las pantallas de ordenador y otras superficies. Permitir al usuario la intervención sobre algunos parámetros de la iluminación de su puesto de trabajo tiene efectos muy positivos que van ligados a las sensaciones de confort y de personalización. Los requisitos para conseguir una buena iluminación son los siguientes: El nivel de iluminación debe estar en función de la tarea que se realiza y de la edad del usuario. El sistema de iluminación no debe producir reflejos, brillos o deslumbramientos en el plano de trabajo, en la pantalla del ordenador o en la vista. Contrastes adecuados de luz entre las distintas zonas de la oficina. Tener en cuenta el índice de reflexión de cada superficie. Evitar las fuentes de luz en el ángulo de visión del usuario. El sistema de iluminación ideal desde el punto de vista ergonómico es el sistema mixto o de doble componente que es una combinación entre la iluminación indirecta difusa (luz cenital) y la iluminación directa asimétrica (luz de tarea). El sistema mixto es el único que consigue una alta intensidad de luz (iluminancia), pero con una baja luminancia (deslumbramiento). El Laboratorio de Luminotecnia a través de su área de Ingeniería y Desarrollo ha llevado a cabo estudios para contribuir con las mejoras de distintas áreas de trabajo. Entre estos estudios se pueden mencionar: Estudio Técnico para Mejorar los Niveles de Iluminación del C.C.O de la C.A La Electricidad de Caracas, Estudio Técnico para Mejorar los Niveles de Iluminación del Nivel AP1 del Edificio sede de la C.A La Electricidad de Caracas, Estudio Técnico para Mejorar los Niveles de Iluminación del Nivel R del Edificio sede la C.A La Electricidad de Caracas, entre otros. La metodología utilizada en la realización de estos estudios es la estipulada en la norma Venezolana COVENIN Iluminancia en Tarea y Áreas de Trabajo. Cabe destacar que estos estudios han contribuido a mejorar las áreas de trabajo en las cuales pasamos la mayor parte del tiempo, contribuyendo con una mejor calidad de vida para los empleados. Proyecto de Mejoras de los niveles de Iluminación del área de trabajo de la Oficina Principal de la EDC en San Bernardino Tabla I. Comparación de la Iluminación de antes Vs la propuesta (Leyenda: Emed: Iluminación media en Lux ) Area de Trabajo Niveles de Luxes establecido por Norma COVENIN 2249 Antes (Mediciones) Después (Mediciones) Emed (Lux) Emed (Lux) Cajero Recibidores Area de Espera

5 (a) (b) Figura 2. Iluminación Antes Vs Iluminación propuesta (después de la mejora) de la Oficina EDC San Bernardino. III. AMBIENTE Tipos De Lámparas Con Tecnología De Iluminación (Ahorro De Energía y Ecológicas). Actualmente los fabricantes de lámparas están contribuyendo con tecnología donde el usuario puede tener un buen sistema de iluminación que le permita disminuir el consumo energético y por ende a preservar el medio ambiente. Existen varios tipos de lámparas que pueden ser utilizadas con esta tecnología tanto para la iluminación interior como para el alumbrado público. Según estudios realizados, el 20% del consumo de energía residencial, Industrial y comercial se debe a la iluminación y en el caso del alumbrado público el consumo esta por el orden de 12 14%. Lámparas fluorescentes compactas y con balasto electrónico. Estas lámparas compactas son la solución para sustituir en gran parte las actuales lámparas incandescentes, dichas lámparas generan la misma cantidad de flujo o mayor, a un menor consumo de energía. Vienen en potencias de 9W, 11W, 13W, 15W, 20W y 23W y su temperatura del color es de 2700 K (Incandescentes) y 4500 K (Luz de día). Estas lámparas permiten ahorrar hasta un 80% de energía y pueden ser reemplazadas fácilmente ya que utilizan la misma rosca que las lámparas incandescentes (E-27). Las Lámparas fluorescentes con balastos electrónico sustituyen a las lámparas con balastos electromagnético y vienen en potencias de 17 W, 18W, 32W y 58W.Los balastos electrónico ayudan a disminuir las pérdidas técnicas ya que casi es nulo su aporte en comparación a los electromagnéticos (10% de la lámpara). Lámparas Ecológicas. La Empresa Philips ha diseñado para la iluminación interior las lámparas Ecológicas que van en beneficio de la preservación del medio ambiente. Estas lámparas son las llamadas lámparas fluorescentes TL-D 80, reciclable debido a su pequeño contenido de mercurio que es de 3 mg, o sea, 80% menos que las lámparas fluorescentes convencionales. Además, ahorra hasta un 70 % de energía si es utilizada con balastos 5

6 electrónicos. Para su identificación se visualiza con una cinta verde en sus bases. Con estos valores ecológico puede ser reciclable ya que al final de su vida útil los materiales pueden ser separado (vidrio, metal, material fluorescente, mercurio) para la utilización en la fabricación de nuevas lámparas. Para la utilización en alumbrado público también la empresa Philips ha diseñado una lámpara de Vapor de sodio fiable y ecológica, debido a que están exentas de mercurio y plomo lo que facilita el reciclaje de las mima y ayuda a la preservación del medio ambiente. A diferencia de las lámparas de sodio convencional esta nueva tecnología garantiza el arranque a través de una antena integrada que esta en el tubo de descarga cerámico. Lámparas de Vapor de Sodio de bajo consumo de energía compatibles con equipos de mercurio. Para ayudar a conservar la energía los fabricantes de lámparas de H.I.D han diseñado lámparas de vapor de sodio que puedan reemplazar a las lámparas de vapor de mercurio, utilizando los mismos equipos auxiliares, dando como beneficio mas del 100 % de aumento en la iluminación a un bajo consumo de energía entre el 15 y 40 %. Estas lámparas contienen baja cantidad mercurio y plomo que ayudan a disminuir la contaminación ambiental. Existen en el mercado lámparas que tienen potencia de 360W, 350W, 210W, 220W y 150W, son fabricadas por las empresas: EYE-IWASAKI, PHILIPS y SILVANIA- OSRAM. Estas lámparas fueron utilizadas por la empresa como parte del proyecto de mejoras en el sistema de alumbrado público implementado a partir de 1998 hasta el Contaminación Lumínica La luz emitida hacia el hemisferio superior se desperdicia desde el punto de vista energético, y puede crear sobre las ciudades un resplandor luminoso nocturno que modifica el aspecto del cielo durante la noche. El flujo luminoso emitido hacia arriba procede fundamentalmente de las fuentes de luz (según el tipo de luminarias utilizadas se envía un porcentaje mayor o menor hacia el hemisferio superior), y de la reflexión de la luz que incide sobre los pavimentos. Para esto existe una normativa Técnica de la Comisión Internacional de Iluminación denominada CIE 126, 1997, y Guía para la Reducción del Resplandor Luminoso Nocturno Informe Técnico del CEI, Marzo 1999, y en la que se haya conseguido que la luz emitida directamente desde las luminarias no se dirija hacia el hemisferio superior, la luz procedente de las luminarias incide directamente sobre el pavimento, donde es reflejada y reenviada hacia arriba. Por ello, la importancia de llevar a cabo estudios que permitan determinar cuales son los niveles de iluminación reflejada por el pavimento utilizado en la Gran Caracas que permitan tomar acciones preventivas a fin de minimizar la cantidad de luz reflejada por el pavimento y controlar todas las posibles causa de contaminación lumínica que involucran a la iluminación pública. (a) (b) Figura 3. (a). Alumbrado Público Tradicional. (b). El protector de vidrio convexo permite un control óptimo del flujo luminoso y reduce la polución lumínica. Fuente: Catálogo de Luminarias Onyx 1- Scheréder 6

7 Proyecto de conservación de energía de la ciudad de caracas (Utilizando lámparas de baja energía de vapor de sodio compatible con equipos de mercurio). Tabla II. Mejoras del alumbrado público de la ciudad de Caracas. Año SITUACION ACTUAL (1996) MEJORAS A REALIZAR (desde ) EMPRESA DTTO TIPO LAMPARAS POTENCIA(W) P. AMEJORAR TOTAL KW REEMP. * SODIO(W) % ILUMINACION KW AHORRO ENERGIA (KW) INCAND EDC 1 LUZ MIXTA , ,05 222,7 Centro MERCURIO , ,32 131,48 TOTAL , ,4 4904,18 INCAND CALEV 2 LUZ MIXTA , ,5 75 Oeste , ,5 13,75 MERCURIO , , , ,16 47,24 TOTAL , ,7 1388,99 En la tabla II se refleja el porcentaje de aumento del nivel de iluminación y el reemplazo del tipo de fuentes que se utilizaron. Para las mejoras de puntos de alumbrado público de las dos empresas (EDC-CALEV) que atienden el área de la Ciudad de Caracas, el ahorro de energía es del 50 % del total de consumo que es de ,2 kw que equivalen a GWH/año. Esto implica que a través de esta mejora podemos contribuir en la disminución de la contaminación por quemado de combustible en la preservación del ambiente. En la zona metropolitana se cuenta con puntos de alumbrado donde (150,73 GWH/año) la Electricidad de Caracas (EDC) atiende ( GWH/año) y la C.A Luz Eléctrica De Venezuela (CALEV) atiende el resto que son los (35.16 GWH/año). Tomando como dato base ante de comenzar con el plan de mejoras de 275 W promedio por lámpara que equivale en todo el sistema actual de la ciudad de Caracas en un consumo de ,9 KW. Con las mejoras realizada el cual implica un ahorro de energía, el valor promedio en vatios por lámpara baja a 180 W, lo que nos daría en todo el sistema de la ciudad de Caracas KW con un ahorro sustancial de ,9 KW (12.69 GWH/año de ahorro) por las mejoras de los punto de alumbrado público. La Electricidad de Caracas asumió la responsabilidad de mejorar todo el sistema con una inversión de casi mas de $ ( ).Cabe destacar que para instalar un megavatio de capacidad de generación de energía se hace necesario una inversión de entre 1.5 a 4 millones de dólares, lo que hace beneficioso para la empresa invertir en este proyecto que tiene como perfil principal el ahorro de energía y por ende la preservación del medio ambiente. IV. SEGURIDAD Peatonal, Automotriz y Realización de pruebas El alumbrado público es uno de los factores más importantes cuando hablamos del tema de seguridad tanto peatonal como automotriz, ya que según estudios se ha demostrado que los índices de daños contra las personas por parte de individuos de mal vivir, son menores en los lugares que poseen un sistema de iluminación adecuado, al mismo tiempo una buena iluminación de las calles, avenidas y vías rápidas contribuye a la disminución de los accidentes viales. El laboratorio de luminotecnia cuenta con adelantos tecnológicos que le permiten realizar pruebas de campo en pro de avaluar los sistemas de iluminación pública, que le permiten generar las acciones correctivas y preventivas en pro de minimizar los índices de 7

8 inseguridad. Cabe destacar, que las pruebas llevadas a cabo por el personal de la empresa no representan un riesgo para esté debido a que las herramientas con las que actualmente cuenta el Laboratorio de Luminotecnia minimizan en gran medida los riegos asociados a la ejecución de trabajos de campo en lo que a mediciones fotométricas se refiere.(equipo de Fotometría Móvil) Confort Visual Los seres humanos poseen una capacidad extraordinaria para adaptarse a su ambiente y a su entorno inmediato. De todos los tipos de energía que pueden utilizar los humanos, la luz es la más importante. La luz es un elemento esencial de nuestra capacidad de ver y necesaria para apreciar la forma, el color y la perspectiva de los objetos que nos rodean en nuestra vida diaria. La mayor parte de la información que obtenemos a través de nuestros sentidos la obtenemos por la vista (cerca del 80 %). Y al estar tan acostumbrados a disponer de ella, damos por supuesta su labor. Ahora bien, no debemos olvidar que ciertos aspectos del bienestar humano, como nuestro estado mental o nuestro nivel de fatiga, se ven afectados por la iluminación y por el color de las cosas que nos rodean. Desde el punto de vista de la seguridad en el trabajo, la capacidad y el confort visuales son extraordinariamente importantes, ya que muchos accidentes se deben, entre otras razones, a deficiencias en la iluminación o a errores cometidos por el trabajador, a quien le resulta difícil identificar objetos o los riesgos asociados con la maquinaria, los transportes, los recipientes peligrosos, etcétera. Los trastornos visuales asociados con deficiencias del sistema de iluminación son habituales en los lugares de trabajo. Dado que la vista es capaz de adaptarse a situaciones de iluminación deficiente, a veces no se tienen estos aspectos en cuenta con la seriedad que se debería. El correcto diseño de un sistema de iluminación debe ofrecer las condiciones óptimas para el confort visual. Para conseguir este objetivo, debe establecerse una primera línea de colaboración entre arquitectos, diseñadores de iluminación y los responsables de higiene en el trabajo, que debe ser anterior al inicio del proyecto, con el fin de evitar errores que pueda ser difícil corregir una vez terminado. Entre los aspectos más importantes que es preciso tener en cuenta cabe citar el tipo de lámpara y el sistema de alumbrado que se va a instalar, la distribución de la luminancia, la eficiencia de la iluminación y la composición espectral de la luz. El hecho de que la luz y el color afectan a la productividad y al bienestar psicofisiológico del trabajador debe animar a los técnicos en iluminación, fisiólogos y ergonomistas a tomar iniciativas destinadas a estudiar y determinar las condiciones más favorables de luz y color en cada puesto de trabajo. La combinación de iluminación, el contraste de luminancias, el color de la luz, la reproducción del color o la elección de los colores son los elementos que determinan el clima del colorido y el confort visual. Figura 4. Zonas Visuales en el Espacio de Trabajo. Fuente: Enciclopedia de Salud y Seguridad en el Trabajo. 8

9 Contraste y temperatura de diferentes colores Figura 5. Grafica de Confort en Función de la Temperatura del Color. Fuente: Enciclopedia de Salud Los contrastes de color resultan afectados por el color de la luz elegida y, por esa razón, de ello dependerá la calidad de la iluminación en una aplicación concreta. El color de la luz que se va a utilizar deberá decidirse en función de la tarea que se deba realizar bajo ella. Si el color es próximo al blanco, la reproducción del color y la difusión de la luz serán mejores. Cuanta más luz se aproxime al extremo rojo del espectro, peor será la reproducción del color, pero el ambiente será más cálido y atractivo. La coloración de la iluminación no sólo depende del color de la luz, sino también de la intensidad luminosa. La temperatura del color está relacionada con las diferentes formas de iluminación. La sensación de satisfacción con la iluminación de un ambiente determinado depende de esta temperatura. De este modo, por ejemplo, la temperatura del color de una bombilla de filamento incandescente de 100 W es de K, la de un tubo fluorescente es de K y la de un cielo encapotado es de K. V. CONCLUSIONES No cabe duda que la iluminación forma parte importante en el desarrollo de las sociedades, es por ello que se deben llevar a cabo estrategias que permitan que la iluminación este presente en cada rincón donde el hombre se desempeña diariamente y transcurre la mayor parte de su vida productiva. Para ello se debe considerar el adecuado acondicionamiento del ambiente en cuanto a iluminación se refiere. Esta no es una tarea fácil ya que cualquier mecanismo de iluminación artificial tiene repercusiones importantes en los individuos, bien sea a nivel sanitario; relacionado con la influencia directa sobre el sistema biológico de las personas debido a la propiedad biodinámica de la luz, a nivel ergonómico; en relación con las molestias físicas causadas en los individuos de acuerdo al grado de satisfacción y confort debido a la iluminación adecuada ó inadecuada del ambiente, a nivel de ahorro de energía; ya que el consumo indiscriminado de esta es un factor que afecta directamente a toda las sociedades, al cuidado del medio ambiente; factor a considerar para mantener la armonía con el medio circundante y por último y no menos importante la seguridad de las personas; directamente ligada a la creación de espacios bien iluminados que contribuyan a colaborar con la integridad física de las personas en sus quehaceres diarios. VI REFERENCIA BIBLIOGRAFICA [1] Boletín CIER. Comisión de Integración eléctrica Regional. Nº316. Octubre / Noviembre de [2] Enciclopedia de Salud y Seguridad en el Trabajo de la OIT. [3] Ereú, Miguel. Innovación y tecnología aplicada en las mejoras de la calidad de servicio del alumbrado público de la ciudad de Caracas. Electricidad de Caracas. Congreso CIER Buenos Aires. Argentina. Noviembre [4] Ereú, Miguel. Programa de Mejoras del alumbrado público del área servida por la EDC y sus filiales. Caracas [5] Catálogo General de Productos PHILIPS, OSRAM, SILVANIA, EYE, Onyx 1-SCHEREDER. [6] Revista Internacional de Luminotecnia. Philips. 003/2000.Holanda 9