LUZ - ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO : DOCUMENTAL COMPLETO

Importancia

 

    Entre los seres vivos, la luz representa la fuente de energía por excelencia. Su importancia se percibe en la capacidad de los vegetales, las algas y algunos microorganismos para convertir la energía lumínica procedente del sol en energía química. Este proceso se conoce como fotosíntesis e involucra la conversión de moléculas inorgánicas (dióxido de carbono, agua) en moléculas orgánicas, como la glucosa. La clorofila actúa como molécula intermediaria para la captura de la energía procedente de la luz.

   

  Cabe destacar que igualmente es importante el estudio de este el cual se llama Luminotecnia la cual es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de luz, así como su control y aplicación. se inicia su estudio examinando las variaciones electromagnéticas simples, que pueden clasificarse bien por su forma de generarse, por sus manifestaciones o efectos, o simplemente por su longitud de onda . Esta franja de radiaciones visibles, está limitada de un lado por las radiaciones ultravioleta y de otro, por las radiaciones infrarrojas, que naturalmente no son perceptibles por el ojo humano

   

 Una de las características más importantes de las radiaciones visibles, es el color. Estas radiaciones, además de suministrar una impresión luminosa, proporcionan una sensación del color de los objetos que nos rodean. Dentro del espectro visible, pueden clasificarse una serie de franjas, cada una de las cuales se caracteriza por producir una impresión distinta, característica peculiar de cada color. Puesto que el receptor de estas sensaciones de color es el ojo humano, resultaba interesante conocer su sensibilidad para cada una de estas radiaciones. Para ello se dispuso de fuentes de luz capaces de generar cantidades iguales de energía de todas las longitudes de onda visibles, y se realizó el ensayo comparativo de la sensación luminosa producida a un gran número de personas. 

     Desde el punto de vista estrictamente físico, la luz se caracteriza por su naturaleza dual, dado que se comporta al mismo tiempo como una onda electromagnética (por tanto, energía) y como una estructura integrada por pequeños corpúsculos denominados fotones (por tanto, materia). Esta condición permite explicar gran parte de sus propiedades únicas, entre las que sobresale la capacidad de la luz de ser el “objeto” más veloz en el vacío, con una capacidad de desplazamiento de 300 mil kilómetros por segundo.

Criterios de Diseño

     En general, los requisitos a satisfacer por las instalaciones de alumbrado artificial son:

-Eficiencia visual, es decir, que la persona pueda ver con todos los detalles necesarios para desarrollar sus tareas.

−Confort visual, o sea, brindarle a la persona también comodidad evitando innecesaria fatiga y contribuyendo a que se sienta a gusto en su lugar de trabajo.

−Economía, lo que significa obtener los resultados mencionados de eficiencia y confort visuales con el menor gasto total.

     Los parámetros que definen la calidad de una iluminación son:

Iluminación media, que mide la cantidad de luz que incide sobre el plano de trabajo.

Distribución de luminancia en el campo visual, en lo que influye no solo la instalación de iluminación artificial sino los elementos que puedan reflejar la luz y provocar brillos y contrastes.

Control del deslumbramiento, el que se logra con una adecuada elección de las fuentes de luz de acuerdo con la altura de montaje, el apantallamiento cuando es necesario y la ubicación de las luminarias en los lugares más convenientes. También tiene que ver la presencia de elementos de alto brillo.

Efecto de modelado, que permite reconocer formas y volumen.

Capacidad de reproducir colores de acuerdo a las necesidades de las tareas. Si bien todos estos parámetros gravitan en conjunto para obtener una buena iluminación, la luminancia juega uno de los papeles más importantes dado que es el que determina la cantidad de luz incidente en el plano de trabajo. Es obvio que sin la exigencia básica de una adecuada cantidad de luz ninguna tarea visual puede ser llevada a cabo en forma correcta, rápida segura y fácil. La iluminación necesaria para cada tipo de tareas en especial varia con la naturaleza de la misma, siendo todo función de:

La dificultad de las tareas visual, según el tamaño de los detalles a percibir, el esfuerzo visual para reparar un reloj es mayor que el necesario para acomodar bolsas en un depósito.

El contraste de la luminancia.

El contraste de color.

La velocidad de recepción.

El tiempo en que puede desarrollarse la tarea.

Las condiciones del entorno

El estado fisiológico de los ojos que realizan las tareas.

Equipos

   

  Debido a la muy alta luminancia de las lámparas, es preciso aumentar la superficie aparente de emisión para evitar molestias visuales como el deslumbramiento. 

     Por otro lado es necesario apantallar las lámparas para protegerlas de los agentes exteriores y para que dirijan el flujo en la forma más adecuada a la tarea visual.

      Por lo tanto tiene gran importancia el conjunto formado por la luminaria y la lámpara.

      La definición según la norma UNE-EN 60598-1 de luminaria es el aparato de alumbrado que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la protección de lámparas y en caso necesario, los circuitos auxiliares en combinación con los medios de conexión con la red de alimentación. 

     Independientemente de la definición que pueda ser mas o menos descriptiva, podemos definir la luminaria como un objeto formado por un conjunto de elementos destinados a proporcionar una adecuada radiación luminosa de origen eléctrico y el conjunto debe contar con un buen diseño formal y una razonable economía de medios para resolver el control luminoso que es el fin primordial y que el producto sea sólido y eficaz, sencillo en su instalación y un mínimo mantenimiento durante su uso.

     Los elementos genéricos por los que están formadas las luminarias son:

 - Armadura: es el elemento físico mínimo que sirve de soporte y delimita el volumen de la misma. Pueden ser de interior o exterior, de superficie o empotradas, suspendidas o de carril, abierta, cerrada o estanca, de pared, brazo o sobre columna, para ambientes normales o de riesgo.

 - Equipo eléctrico: adecuados a los distintos tipos de luz.

 o Incandescente sin elementos auxiliares. 

o Halógenas de alto voltaje a la tensión normal de la red o de bajo voltaje con transformador.

 o Fluorescentes con reactancia, condensador o conjuntos electrónicos de encendido.

o De descarga con reactancia, condensador o conjuntos electrónicos de encendido. 

- Reflectores: determinadas superficies en el interior de la luminaria que modelan la forma y dirección del flujo de la lámpara.

 o Simétrico o asimétrico. 

o Concentrador o difuso. 

o Especular con escasa dispersión luminosa, o no especular. 

- Difusores: Elemento de cierre o recubrimiento de la luminaria en la dirección de la radiación luminosa.

 o Lamas o retícula o

 opal liso (blanca) o prismática (metacrilato traslúcido).

 o Especular o no especular.

 - Filtros: En combinación con los difusores sirven para potenciar o mitigar determinadas características de la radiación luminosa. 

Principios de Iluminación

 LA LUZ

La luz es una forma de energía radiante a la cual el ojo es sensible. La luz que podemos ver es una pequeña porción del amplio sistema de energía oscilante, que incluye los rayos X, la luz ultravioleta UV, la infrarroja, las microondas y las ondas de radio, todas ella conocidas como el espectro electromagnético. La manera en la que percibimos la apariencia de los objetos depende de cómo estos reflejan la luz y de cómo están iluminados. Un objeto que parece rojo a nuestra vista se ve de tal color porque refleja la porción roja de las ondas del espectro y absorbe todas las demás.

Propiedades de la luz

Cuando un rayo de luz encuentra un obstáculo en su camino choca contra la superficie de éste y una parte es reflejada. Si el cuerpo es opaco, el resto de la luz será absorbida; si es transparente, una parte será absorbida y la otra atravesará el cuerpo, transmitiéndose. De esta manera se tiene cuatro fenómenos diferentes:

*Reflexión: se produce cuando la luz chova contra la superficie de separación de dos medios diferentes, ya sean gases, líquidos o sólidos.

*Refracción: ocurre cuando la luz es desviada de su trayectoria al atravesar la superficie de separación entre dos medios diferentes.

*Transmisión: es el fenómeno que se da cuando la luz cambia de dirección al atravesar un medio sólido, liquido o gaseoso y luego vuelve a cambiar al salir de éste.

*Absorción: sucede cuando la luz blanca choca con un objeto. La luz reflejada por dicho objeto es la que el ojo percibe como color, mientras que el resto de los componentes de la luz son absorbidos. De esta manera, si el objeto refleja todos los componentes de la luz veremos a dicho objeto blanco. Por el contrario, si los absorbe todos lo veremos negro.

Conceptos básicos de luminotecnia. D. Enrique Belenguer. Fundación Efici...

Luminotecnia

Es la técnica que estudia las distintas formas de producción de la luz, así como su control y aplicación.

Sus principales magnitudes son:

• Flujo luminoso: Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa y se define como la potencia emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible, se mide en Lumen (Lm). El flujo luminoso Փ es un índice representativo de la potencia luminosa de una fuente de luz. Փ = lumen (lm).

• Eficacia luminosa: La eficacia luminosa describe el rendimiento de una lámpara. Se expresa mediante la relación del flujo luminoso entregado, en lumen y la potencia consumida, en vatios. El valor teórico máximo alcanzable con una conversión total de la energía a 555 nm sería 683 lm/W. Las eficacias luminosas realmente alcanzables varían en función del manantial de luz, pero quedan siempre por debajo de este valor ideal.

• Intensidad luminosa. La intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección dada, es la relación que existe entre el flujo luminoso contenido en un ángulo sólido cualquiera, cuyo eje coincida con la dirección considerada y el valor de dicho ángulo sólido expresado en estereoradianes. Su unidad es la candela (cd).

• Iluminancia: La iluminancia es un índice representativo de la densidad del flujo luminoso sobre una superficie. Se define como la relación entre el flujo luminoso que incide sobre una superficie y el tamaño de esta superficie. A su vez la iluminancia no se encuentra vinculada a una superficie real, puede ser determinada en cualquier lugar del espacio. La iluminancia se puede deducir de la intensidad luminosa. Al mismo tiempo disminuye la iluminancia con el cuadrado de la distancia de la fuente de luz (ley de la inversa del cuadrado de la distancia). Su unidad es el lux.

• Luminancia: Mientras que la iluminancia nos describe la potencia luminosa que incide en una superficie, vemos que la luminancia nos describe la luz que procede de esa misma superficie. A su vez dicha luz puede ser procedente de la superficie misma (p.ej. en el caso de la luminancia de lámparas y luminarias). También vemos que la luminancia se encuentra definida como la relación entre la intensidad luminosa y la superficie proyectada sobre el plano perpendicularmente a la dirección de irradiación. Pero es posible que la luz sea reflejada o transmitida por la superficie. En el caso de materiales que reflejan en forma dispersa (mateados) y que transmiten en forma dispersa (turbios), es posible averiguar la luminancia a base de la iluminancia y el grado de reflexión (reflectancia) o transmisión (transmitancia). La luminosidad está en relación con la luminancia; no obstante, la impresión verdadera de luminosidad está bajo la influencia del estado de adaptación del ojo, del contraste circundante y del contenido de información de la superficie a la vista. La luminancia L de una superficie luminiscente resulta de la relación entre la intensidad luminosa I y su superficie proyectada Ap.
• L = I / Ap
• [L] = cd / qm

• Curvas fotométricas. La distribución de las intensidades luminosas emitidas por una lámpara tipo standard, la mostraríamos de una forma general, para un flujo lumionso de 1000 lúmenes. El volumen determinado por los vectores que representan las intensidades luminosas en todas las direcciones, resulta ser simétrico con respecto al eje Y-Y’; es como una figura de revolución engendrada por la curva fotométrica que gira alrededor del eje Y-Y’.

• Ley inversa de cuadrados. Se ha comprobado que las iluminancias producidas por las fuentes luminosas disminuyen inversamente con el cuadrado de la distancia desde el plano a iluminar a la fuente. Esta ley se cumple cuando se trata de una fuente puntual de superficies perpendiculares a la dirección del flujo luminoso y cuando la distancia de la luminaria es cinco veces mayor a la dimensión de la luminaria.

• Ley del coseno Cuando la superficie no es perpendicular a la dirección de los rayos luminosos, la ecuación del nivel de iluminación hay que multiplicarla por el coseno del ángulo ð que forman con la normal a la superficie con la dirección de los rayos luminosos.

Historia de la Luminotecnia

Desde tiempos inmemoriales, el hombre ha sido siempre preocupación de sus casas proporcionar instalaciones adecuadas para hacer frente a la falta de luz natural. La primera característica es, por supuesto, el fuego, que produce el calor y la luz, producido por la quema de madera, el carbón y otros. Las lámparas antiguas fueron fabricadas en cerámica o metal, tenían un mango y una mecha en el otro extremo y un poco de aceite utilizado como combustible.

Con la llegada del petróleo, el gas comenzó a ser utilizado en la iluminación. En Brasil, en 1851, Irineu Evangelista de Souza, el Barón de Mauá, se inició la iluminación de la famosa calle de gas a través de una linterna. El primero en utilizar las lámparas eléctricas son las lámparas de arco.

A finales del siglo XIX por Thomas Alva Edison, fueron las primeras lámparas eléctricas incandescentes, que en la práctica son la mayoría para producir luz, comenzó a ser utilizado en gran escala.