ÍNDICE
!" # $! %&!'#$! (
) *+' ( ! ,'+$! ! % +( , + ! +'( ( ! , ('( !
-. '!'/+ " # "#'/+ .
0 #$ $ 0
1 ! % +( , + ! ( ,'+$ #+'
-2 " ! + #'/+ * 3%'# ( ! , *+' ( ! ,'+$! ! )4
5 6 ! %$ $,7 '# !8
) '+#'"'$! ( ! % + ! ( '%'#' !
)-) )-) 3," ! '+# +( !# + ! 0.
) . 3," ! % $ !# + ! 14
) 0 3," ! ( 6 "$ ( , # '$ ( " !'/+ 19
) 1 3," ! ( : $* + $! , 3 '#$! 20
) 2 3," ! ( 6 "$ ( !$('$ 2;
) - + ! ( !" #' ! -2
) ; ' '$! ( ! ##'/+ ( 3," ! ;)
ÍNDICE
. + $( ##'/+ !" # $! * + ! ;9
. ) ,'+ #'/+ ( '+ '$ ! 94
. . ' '$! ( # '( ( + ' ,'+ #'/+ ( '+ '$ ! 91
. 0 ,'+ #'/+ ( , * +#' ! * '( (
9-. 1 ,'+ #'/+ ( < '$ ! 5 ,= ($ ">= '#$8 44
. 2 ,'+ #'/+ ? ' # /+'# 4
. - ,'+ #'$+ ! ( "$ '6 ! 4)
. ; ,'+ #'/+ + 3 ! # !'%'# ( ! 5" '* $! !8 4.
0 @A 7 ! + 3 " '* $! B 40
0 ) '+#'"'$ ( #$,= ! '/+ 41
0 . + ! ( '*+'#'/+ 4;
0 0 !'%'# #'/+ ( 3 ! " '* $! ! 4
0 0 C ! ! ! D E D '6'!'$+ ! E ) )
0 0 ) C ! ! F$+ ! 4D E ) 9
0 0 . C ! F$+ ! )4D ) E )) ).
0 1 7 $($! ( " $ ##'/+ " ? '"$ , ' ! 7# '#$!
)-0 1 ? '"$! " C ! ! D ! !
)-0 1 ) ? '"$! " C ! ! D F$+ ! 4D ) .)
0 2 ($! ( " $ ##'/+ " ? '"$ 7# '#$ .2
0 - $"' ( ( ! ( &? '($! % , = !D 6 "$ ! * ! ! 02
0 ; !'%'# #'/+ ( ," 09
ÍNDICE
0 9 &,' ! ( ! 3 ! " '* $! ! 12
0 9 ) * ! '= , + 6 + ' ($! 12
0 9 . * ! # ($! 1;
0 9 0 ##'/+ ( ? '"$ '+! #'$+ ! 7# '# ! 2
0 4 '6 ! ( ' ,'+ #'/+ " " + ! '+( ! ' ! 20
0 $ , ! " '# = !
-1 +3 '!'! ( " $ # $ -1
1 ) + #'/+ =3!'# -;
1 . '! G$ ( ($ -9
1 0 !'! +#' 7#+'# 6 #'/+ "$! '$ )41
1 1 H ," $! ( #3 # $! ( ' ,'+ #'/+ % # ($! #$+ " $* , )42
<'#$+I " ('% + ! 3 ! ( + " + '+( ! '
1 1 C ( +? ! 5 , # + ,' + $8 )42
1 1 ) ! ( =$,= ! ( " $( # $ )46
2 +%$ , #'/+ + # ! ' " =$ + " +$ )4;
2 ) H ," $! ( " +$! ( ,= ($ + " + ! '+( ! ' ! ))4
));
INTRODUCCIÓN
! "
#
# !
$ %
& '(
#
)
* +
#
) *
,
#
#
-.
) *
+ .
+
+
JUSTIFICACIÓN
! " "
#
$ %
& '
%
( $
$
%
) #
#
$ # $
METODOLOGÍA
!
"
# $
%
& %
% %
% %
&
%
'
OBJETIVO
! " #
$
%&' ()*%! !+ ,)-),%!
. $
/ $
0 ( $
1 2 3
4 2 "
$
NATURALEZA Y ASPECTOS FÍSICOS DE LA LUZ 1
! "
#! !
¿Qué es la luz? Podemos asegurar que desde que tenemos noticias históricas el hombre se ha enfrentado con el fenómeno de la luz y la visión tratando de dar explicación a ese misterio. Siglos de reflexión, aciertos y errores, avances acelerados y sorprendentes junto a estacionamientos y retrasos se han venido sucediendo durante toda la historia de la humanidad.
Prevaleció desde $ % la idea de que el fenómeno de la luz se encuadraba en la óptica, como una rama de la física, autónoma y bien diferenciada del calor, la electricidad, el magnetismo y la mecánica. Hoy se enfoca la óptica como un puente que enlaza íntimamente todas las partes de la física, debido ello a la moderna teoría de la naturaleza ondulatoria de la luz.
"
Diferentes teorías se han ido desarrollando para interpretar la naturaleza de la luz hasta llegar al conocimiento actual.
La IESNA (Illuminating Engineering Society of North America) define la luz como “una energía radiante que es capaz de excitar la retina del ojo humano y crear una sensación visual”.&
Como una cantidad física, la luz es definida en términos de su eficiencia relativa por medio del espectro electromagnético entre 380 y 770 nm.
La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o como una partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que son complementarios. Sin embargo, para obtener un estudio claro y conciso de su naturaleza, podemos clasificar los distintos fenómenos en los que participa según su interpretación teórica:
Propugnada por Newton, describe que las fuentes luminosas emiten corpúsculos muy livianos que se desplazan a gran velocidad y en línea recta. La teoría de Newton estaba basada en 3 premisas:
1. Que los cuerpos luminosos emiten energía radiante en forma de partículas.
2. Que esas partículas son inmediatamente proyectadas en línea recta.
NATURALEZA Y ASPECTOS FÍSICOS DE LA LUZ 2
%" !
Propugnada por Christian Huygens en el año 1678, describe y explica lo que hoy se considera como leyes de reflexión y refracción. Define a la luz como un movimiento ondulatorio semejante al que se produce con el sonido.
Supuso tres premisas:
1. Que la luz es el resultado de una vibración molecular en un material luminoso.
2. Que las vibraciones eran transmitidas a través del éter como movimientos de onda (comparable con las ondas del agua).
3. Que las vibraciones transmitidas de esa manera actuaban en la retina, estimulando una respuesta que produce una sensación visual.
' (%) !
Propugnada por quien es considerado el más imaginativo de los físicos teóricos del siglo XIX, nos referimos a James Clerk Maxwell. En la descripción que hace de su propuesta, Maxwell propugna tres premisas:
1. Que los cuerpos luminosos emiten luz en forma de energía radiante.
2. Que esta energía radiante es propagada en forma de ondas electromagnéticas.
3. Que las ondas electromagnéticas actúan sobre la retina, estimulando una respuesta que produce una sensación visual.
*% !
Propugnada por Max Planck, al estudiar los fenómenos de emisión y absorción de radiación electromagnética por parte de la materia. En la descripción que hace Planck propugna las siguientes premisas:
1. Que la energía es emitida y absorbida en quantums (fotones).
2. Que la magnitud de cada quantum es determinada por el producto de y , donde es 6.626 x 10-34 (constante de Planck), y es la frecuencia de la vibración del fotón en Hz.
%! ! "
N
. NATU
.
ATURALEZA ALEZA
algu grav Las cara Mien que térm en u volve
El e energ long long femt del e De t en c espe
La lu com sus colo ALEZA alguna gravita
Las te caracte Mientra que se término en un e volver a
El esp energía longitud longitud femtóm del esp De todo en com espectro
La luz como u sus lon colores ALEZA Y ASP
lgunas e ravitació
as teorí aracterís ientras ue se p
rmino. S n un ele olver a p
l espect nergía q
ngitud d ngitudes mtómet el espec
e todo e n comp spectro v
a luz de omo un us longit olores. Y ASPE nas evid itación, teorías cterístic ntras la lu se pro
ino. Se n eleme er a pos
spectro rgía que itud de itudes d tómetros espectro
+!
todo el e compara ectro vis
luz de c o un co longitud res. ECTOS s eviden ción, sólo eorías erísticas ras la luz
e produc o. Se pu
element r a posicio
ectro ele a que la
d de on des de etros. E pectro su
+! !,
o el esp mparació tro visible
de cada un color ngitudes TOS
evidencia n, sólo s
rías Cu sticas de la luz es produce pued mento d osicione
tro elec que la l de onda s de on tros. Es tro suele +! !, el espect aración visible, c
e cada u color dif itudes de
TOS FÍSIC
idencias sólo se
s Cuán as de la luz es co
duce m puede ento de
iciones
electro e la luz onda; lu
de onda s. Es po
suelen
! !,
spectro, ración co ible, com
ada una lor difere es de on
SICO
ncias exp lo se ha
Cuántica de la en es conc ce med
ede pro to de est iones má
'
lectroma la luz pu
da; lu onda q Es por e uelen ten
ectro, la ión con le, compre
a una d r diferen de onda
OS D
ias experim se han a
ántica e la energ s conceb median produ de estad más e ' ( tromagn luz pued ; luego, nda que por eso len tener
Fig.
tro, la po con la compren
una de e iferente, e onda, p
S DE L
experim han apo
tica y la energía oncebida ediante produc estado s más est ' (%) magnétic puede
ego, el a que la r eso qu tener es
Fig. 1.
, la porc on las mprende
a de est rente, po
nda, por E LA LU
perimen n aporta
a y Ele nergía ra cebida y
iante pro ducir en tado sólid ás estable
(%) !
agnético uede tom
go, el e que la
so que ner esca
Fig. 1.1
porción las otra
rende lo
e estas te, por e a, por pris
A LUZ
rimentale aportado
y Elec rgía radia bida ya s nte proc
en un do sólido
estables
%) !
nético es de toma , el espe e la luz
que la m r escala
1(a)
orción qu s otras
long
estas lo , por eso
por prism Z entales rtado te Electro a radian a ya sea proces
en un c sólido, m tables es
!
ico está tomar.
l espect la luz p ue la ma scala log
) El E
ión que otras re longitud
tas long or eso, e r prismas
tales de do teorí
roma radiante ya sea e rocesos n un cue lido, med les es su
está c mar. Ha
spectro luz pue la mayo la logarí
El Esp
n que el ras regio
ngitudes
longitud eso, en rismas o
les de un teorías
romagn iante qu sea en f cesos ele
n cuerpo o, media
es sus
stá con r. Habla ectro ele pueda mayor p logarít
El Espec
ue el se regione itudes d
ngitudes o, en la mas o po
de una orías es
magnétic te que in a en form os elec uerpo in mediante s sus áto
constit Hablar tro elect
ueda te ayor part garítmica
l Espectro
el ser h regiones des de o
itudes d en la de s o por l
una con ías espe agnética que inte n forma electró rpo inca diante e us átomo onstituid ablar de
electrom da tene r parte d
mica.
pectro E
l ser hum iones es s de on
des de la desc
por la llu na conex
especu
nética p e interes forma de lectrónic o incand nte elec átomos, stituido lar de en
lectroma tener, arte de ica. ctro Elec r human es espe e onda d
s de on descom
a lluv conexió speculativ
tica pro interesan ma de on trónicos incandes e electro omos, lib
ituido po de energ tromagn ener, de rte de las
ro Electro
umano e espectra
da des
de onda escompo a lluvia nexión e culativa prove eresan a de onda
nicos e andescen
lectrone os, libera
ido por t energía magnétic er, desd
de las re
lectroma
ano es spectrale da desde
onda es omposic lluvia en
xión entre lativas.
proveen san a lo e onda o icos en
escente ctrones e , liberand
por tod nergía e gnético desde
las repre
ctromagn
no es ca ectrales. desde lo
da es p posición via en el
n entre ivas.
veen u n a los in nda o co
en el cente, rones exc liberando
r todos rgía es ético ab esde mi
s repres
romagnét
es capa trales. E
sde los 3
es perc osición d en el arc
entre el e
en una los inge a o com
n el má nte, en es excita rando en
todos lo ía es eq ico abarc de miles
epresen
agnético
capaz d les. Esta e los 380
s percib ición de el arco
tre el ele
una e s ingeni como el más
en una excitado do energ
os los es equiv abarca,
miles d resentac
nético.
paz de v . Esta re los 380 n
ercibida n de la l arco iris
el electro
una exp ingeniero omo fotó más ex una d citados l energía
los po equivale barca, ta
iles de entacion
.
z de ver sta reg 380 nm h
rcibida p de la luz rco iris, e
electrom
a explic enieros
fotón ás exac una des
dos los ergía.
-los posib quivalent rca, tamb
s de kiló taciones
de ver es a región 0 nm has
ida por la luz b iris, el o
ctromag explicac ieros en fotón, es exacto a descarg
s los cu
-
posibles valente , tambié de kilóm ciones e
ver es m región,
m hasta
por el luz blan
s, el ojo romagne
plicación ros en ilu , es la xacto se
escarga los cuale
sibles n lente a ambién, kilómet nes esqu
r es muy ión, de hasta los
or el ojo z blanca el ojo ve
agnetis
licación en ilumin , es la ra cto sent carga de cuales
les nive te a ha bién, tod ilómetros
s esquem
s muy pe n, deno
sta los 7
r el ojo h lanca en ojo ve to
gnetismo
ión de ilumina s la radia
sentido rga de g uales bu
s niveles a habla n, todas
etros h squemá
uy pequ denomin los 77
l ojo hum nca en to ve todo
tismo y
n de la minació radiació entido d a de gas les busca
niveles d hablar d todas la tros has
uemática
y pequeñ nominad s 770 nm
jo human en toda todos lo
mo y la
de las inación. diación tido del e gas o buscan
eles de blar de das las s hasta máticas
equeña minada 0 nm.
humano n todas dos los 3
o y la
las ción. iación o del as o scan
NATURALEZA Y ASPECTOS FÍSICOS DE LA LUZ 4
Fig. 1.1 (b) La luz blanca se dispersa por un prisma rectangular en los colores del espectro visible.
La luz es una forma de energía radiante que se evalúa en cuanto a su capacidad para producir la sensación de visión. La energía visible es una porción sumamente pequeña del espectro electromagnético, enorme gama de energía que se desplaza a través del espacio en forma de ondas electromagnéticas. Todas estas radiaciones son parecidas en su naturaleza y en la velocidad a que se transmiten (300,000 km por segundo), diferenciándose tan solo en su frecuencia y longitud de onda, así como en las formas en que se manifiestan..
La distancia (1) entre las crestas de dos ondas sucesivas se denomina .
Fig. 1.1 (c) Longitud de onda.
! " " " ! ! " %
Sobre la superficie de un cuerpo incide constantemente energía radiante, tanto desde el interior como desde el exterior, la que incide desde el exterior procede de los objetos que rodean al cuerpo. Cuando la energía radiante incide sobre la superficie una parte se refleja y la otra parte se transmite.
NATURALEZA Y ASPECTOS FÍSICOS DE LA LUZ 5
Fig. 1.1 (d) Energía radiante desde el exterior.
En la figura, se muestra el comportamiento de la superficie de un cuerpo que refleja una pequeña parte de la energía incidente. Las anchuras de las distintas bandas corresponden a cantidades relativas de energía radiante incidente, reflejada y transmitida a través de la superficie.
Fig. 1.1 (e) Energía radiante desde el interior.
NATURALEZA Y ASPECTOS FÍSICOS DE LA LUZ 6
% (
La superficie de un cuerpo negro es un caso límite, en el que toda la energía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es emitida.
No existe en la naturaleza un cuerpo negro perfecto, incluso el negro de humo refleja el 1% de la energía incidente.
MAGNITUDES LUMINOSAS FUNDAMENTALES. UNIDADES Y MEDIDAS 7
& / (%! " '!% %" ' % %!" " ' "!" 0
En la técnica de la iluminación intervienen dos elementos básicos: la fuente productora de luz y el objeto que se va a iluminar. Ahora vamos a ver las magnitudes y unidades de medida fundamentales, empleadas para valorar y comparar las cualidades y los efectos de las fuentes de luz.
1 2 '!% 3 % ! '!% 4
La energía transformada por los manantiales luminosos no se puede aprovechar totalmente para la producción de luz. Por ejemplo, una lámpara incandescente consume una determinada energía eléctrica que transforma en energía radiante, de la cual sólo una pequeña parte (alrededor del 10%) es percibida por el ojo humano en forma de luz, mientras que el resto se pierde en calor. El flujo luminoso que produce una fuente de luz es la cantidad total de luz emitida o radiada, en un segundo, en todas las direcciones. De una forma más precisa, se llama flujo luminoso de una fuente a la
El flujo luminoso se representa por la letra griega Φ y su unidad es el lumen (lm).
La medida del flujo luminoso se realiza en el laboratorio por medio de un foto elemento ajustado según la curva de sensibilidad fotópica del ojo a las radiaciones monocromáticas, incorporado a una esfera hueca a la que se le da el nombre de (Fig. 1.2 (a)), y en cuyo interior se coloca la fuente a medir. Los fabricantes dan el flujo de las lámparas en lúmenes para la potencia nominal.
MAGNITUDES LUMINOSAS FUNDAMENTALES. UNIDADES Y MEDIDAS 8
5 %"!'! % '!% 3 ! ! '!% 4
El rendimiento luminoso de una fuente de luz, indica el flujo que emite la misma por cada unidad de potencia eléctrica consumida para su obtención. Se representa por la letra griega ε, siendo su unidad el lumen/watt (lm/W). La fórmula que expresa la eficacia luminosa es:
ε = Φ/P (lm/W)
Si se lograse fabricar una lámpara que transformara sin pérdidas toda la potencia eléctrica consumida en luz a una longitud de onda de 555 nm., esta lámpara tendría el mayor rendimiento posible, cuyo valor sería 683 lm/W.
% !" " " 3 % ( '!% 4
De forma análoga a la energía eléctrica que se determina por la potencia eléctrica en la unidad de tiempo, la cantidad de luz o energía luminosa se determina por la potencia luminosa o flujo luminoso emitido en la unidad de tiempo. La cantidad de luz se representa por la letra 6, y su unidad es el lumen por hora (lm · h). La fórmula que expresa la cantidad de luz es:
6= Φ · t (lm · h)
% % !" " '!%
Esta magnitud se entiende únicamente referida a una determinada dirección y contenida en un ángulo sólido w. Al igual que a una magnitud de superficie corresponde un ángulo plano que se mide en radianes, a una magnitud de volumen
le corresponde un ángulo sólido o estéreo que se mide en El
radián se define como el ángulo plano que corresponde a un arco de circunferencia de longitud igual al radio (Fig. 1.2 (b)).
α (total) = 2 π radianes
MAGNITUDES LUMINOSAS FUNDAMENTALES. UNIDADES Y MEDIDAS 9
El estereorradián se define como el ángulo sólido que corresponde a un casquete esférico cuya superficie es igual al cuadrado del radio de la esfera (Fig. 1.2 (c))
Ω (total) = 4π estereorradianes
Fig. 1.2 (c) Angulo solido.
La intensidad luminosa de una fuente de luz
Su símbolo es , su unidad es la candela (cd), y la fórmula que la expresa:
= Φ/ ω (lm/sr)
La candela se define como
!
'!% % ! 3 !+ " ! '!% !7%4
La iluminancia o nivel de iluminación de una superficie es la
Se simboliza por la letra , y su unidad es el lux (lx).
La fórmula que expresa la iluminancia es:
= Φ/S (lx =lm/m2)
Se deduce de la fórmula que cuanto mayor sea el flujo luminoso incidente sobre una superficie, mayor será su iluminancia, y que, para un mismo flujo luminoso incidente, la iluminancia será tanto mayor en la medida en que disminuya la superficie. Según el S.I., el lux se define como la
MAGNITUDES LUMINOSAS FUNDAMENTALES. UNIDADES Y MEDIDAS 10
/ "!" " %!+ " ! '!% !7%
La medida del nivel de iluminación se realiza por medio de un aparato especial denominado luxómetro, que consiste en una célula fotoeléctrica que, al incidir la luz sobre su superficie, genera una débil corriente eléctrica que aumenta en función de la luz incidente. Dicha corriente se mide con un miliamperímetro, de forma analógica o digital, calibrado directamente en lux Fig. 1.2 (d).
Fig. 1.2 (d) Luxómetro.
'!% % !
Se llama Luminancia al
" "
La luminancia mide brillo de las fuentes luminosas primarias y de las fuentes que constituyen los objetos iluminados. La luminancia de una superficie iluminada es el
MAGNITUDES LUMINOSAS FUNDAMENTALES. UNIDADES Y MEDIDAS 11
El área proyectada es la vista por el observador en la dirección de observación. Se calcula multiplicando la superficie real iluminada por el coseno del ángulo que forma su normal con la dirección de la intensidad luminosa (Fig. 1.2 (e)). Se representa por la letra L, siendo su unidad la candela/metro cuadrado llamada “nit (nt)”, con un submúltiplo, la candela/centímetro cuadrado o “stilb”, empleada para fuentes con elevadas luminancias.
1nt = 1cd/1m2 ; 1stilib = 1cd/1cm2
La fórmula que la expresa es la siguiente:
L = /S · cosβ
Donde:
S · cosβ = superficie aparente
La luminancia es independiente de la distancia de observación.
/ "!" " '!% % !
La medida de la luminancia se realiza por medio de un aparato especial llamado luminancímetro o nitómetro. Se basa en dos sistemas ópticos, uno de dirección y otro de medición.
MAGNITUDES LUMINOSAS FUNDAMENTALES. UNIDADES Y MEDIDAS 12
Magnitud Símbolo Unidad Relaciones
Flujo Luminoso Φ Lumen (lm) Φ = ·ω
Eficacia Luminosa ε Lumen por watt (lm/W) ε = Φ / Ρ
Cantidad de luz Q Q Q Q Lumen hora (lm · h) Q Q Q Q = Φ· t
Intensidad luminosa Ι Candela (cd)
(cd = lm/sr)
Ι = Φ / ω
Iluminancia Ε Lux (lx)
(lx = lm/m2) Ε = Φ / S
Luminancia L Nit = cd/ m
2
Stilb = cd/cm2 L = Ι /S · cosβ
Coeficiente iluminación η % η = Φ /Φe
Reflectancia ρ % ρ = Φr / Φ
Absortancia α % α = Φa / Φ
Transmitancia τ % τ = Φt / Φ
Factor uniformidad media Um % Um = Εmin / Εmed
Factor uniformidad extrema Ue % Ue = Εmin / Εmax
Factor de uniformidad
longitudinal UL %
UL = Lmin longitudinal / Lmax longitudinal
Factor de uniformidad general U0 % U0 = Lmin / Lmed
Factor mantenimiento Fm % Fm = Fpl · Fdl · Ft · Fe · Fc
VISIÓN Y PERCEPCIÓN 13
- 8! !7% !7%
Dado que el propósito del alumbrado es hacer posible la visión, y puesto que esta depende de la primera, haremos unas consideraciones sobre el ojo y el proceso visual. Una vez que se entiende el mecanismo del ojo y la forma en que este opera, se podrá llevar a cabo el proceso de hacer proyectos que cumplan satisfactoriamente con su función principal, que es la de proporcionar luz para la realización de las tareas visuales con un máximo de velocidad, exactitud, facilidad, comodidad y con un mínimo de esfuerzo y de fatiga.
' %! ' +! 9
El ojo humano suele compararse con una cámara fotográfica, a la que se parece en
muchos aspectos. Ambos tienen una , que enfoca una imagen invertida sobre
una superficie sensible a la luz: la en una máquina fotográfica, la en
el ojo. El parpado corresponde al de la cámara. Enfrente de la lente
fotográfica hay un , que puede abrirse o cerrarse para regular la cantidad
de luz que entra en la cámara. Delante de la lente, en el ojo, está el , que lleva a cabo la misma función.
EL C
.
EL C
.
EL COLOROR Y L
%
El fotore dete
Es u luz, elec la vis prec
la lu tama térm espe encu distrib distrib difere '
La t indic colo Cua al az A los deno sign lámp cale Las los temp Fig Y L %
El colo fotorec determ
Es un luz, rela electro la visió precisió
la luz tamaño término espectro encuen distribu distribu diferen '
La tem indicar color se
Cuando al azul,
A los e denom signific lámpara calenta
Las lám los 27 tempera
Fig. 1 Y LA LU
%
color torecep etermina
s un fen z, relacio lectroma
visión, recisión.
"(alg luz por maño, f rminos spectro ncuentra istribucio istribucio iferentes '
a tempe dicar el olor seña
uando u l azul, pa
los efec enomina ignifica
mpara alentado
as lámp s 2700 mperatu Fig. 1. A LUZ color receptore rminada
un fenóm relacion
tromagn isión, co
isión.
(algu por la año, form
inos de ectro vis uentra e ribucione ribucione rentes so
temperat icar el co r señala
ndo un m zul, pasa
s efecto ominado ifica que para de
ntado a
lámpara 2700 y peratura .4 ( ,* es eptores inadas lo fenóme lacionado magnétic ión, como
(alguna por la cu o, forma os de ca tro visua ntra entre uciones uciones tes son " peratura r el color eñalado
o un me l, pasand
efectos d inado a que e ra de 6 ado a un
mparas 00 y 32 raturas d
(a)
,* !
es la tores d adas lon
nómeno ionado c agnético
como u
lgunas v r la cual forma y de cantid visual e ra entre 3
iones d iones de s son llam
"
eratura d l color d
alado).
n metal asando p
ctos de
#
que exc de 650
a una t
aras inc y 3200 uras de c
Rep
,* !
s la pe res de as longitu
meno fís ado con ético, qu omo una
nas vec cual un rma y es
cantida isual efe ntre 380 es de es de e
on llama
"
tura de olor de la
.
metal es ando por
s de la
#
e exced 6500 una tem
ras incan 3200 K
s de colo
epres
! "
la perc de la longitude
no físico o con la ico, que o una s
s veces ual un o y estru antidade al efectiv re 380 y de en de ene
llamado
"
ra de co r de las
tal es ca do por el
de la tem
exceden 500 K a tempe
incande 200 K. de color
epresen
"
percep e la re gitudes
físico-con las d
, que pe una sens
veces lla l un obs estructu idades d efectivo, 380 y 78 e energ energí mados m
de color e las fu
l es calen por el ro
la tempe
ceden a 0 K eq temperat
candesce 0 K. La color en
presenta
"
ercepció la retin itudes de
-quím las dife ue percib a sensac
es llama n observ structura
des de ctivo, e 0 y 780 n
energía nergía e dos met
3 4
color se las fuen
s calenta r el rojo
tempera
den a la K equiv peratura
descent K. Las lor entre
sentació epción retina es de on
químic s diferen percibe ensación llamado bservad ctura. E s de ene ivo, el c
780 nm nergía
rgía esp s metám
3 4
lor se m fuentes
alentado l rojo cla
mperatura
$. E a la e equivale eratura d
scentes Las lám r entre los
ntación a ción vis retina de de onda
uímico diferente erciben la
sación q
mado c ervador ura. Esto
energ , el cua 80 nm. C rgía es ía espec metámet
r se mid entes lu
ntado, p claro,
eratura d . El c la esc uivale a tura de 6
entes tie s lámpa tre los 2
ción apro
)
n visua ina del
onda de
mico aso rentes lo iben las ción que
ado colo rvador pu . Esto s energía l cual p nm. Colo a espe
espectra támetros
e mide tes lumin
ado, pas claro, na
ratura de . El cero la escala ivale al
ra de 650
tes tiene lámpara los 270
ión aprox
) '!
visual del ojo nda del e
ico asocia ntes long
n las pe n que n
o color p or pued sto se re ergía ra cual para
. Colore espectra pectrales
etros.
mide e s lumino
, pasa p ro, nara
ra de co El cero d escala c le al colo de 6500
tienen mparas s 2700 K
aproxima
) '!%
isual ge el ojo e a del esp
asociad s longitu las perso que nos
olor psic r puede d
o se red rgía radia al para
olores id spectral ctrales d tros.
de en luminosa
asa por , naranja
de color, cero de
ala cen al color 6500 -
ienen un aras flu 700 K y
roximada
'!% "
al gene ojo env el espec
ociado a longitude persona e nos pe
lor psicof uede dis se reduc radiante para efe lores idé
ctral id rales dife
n #%
inosas (s
a por un aranja, a
color, s ro de la la centíg color qu
273
en una t ras fluore
0 K y los
imada d
!% "
generad jo envía
espectro
iado a la gitudes d rsonas os perm
psicofísic e disting reduce a diante a ra efecto res idéntic ral idén s difere
#%
sas (sa
por una g nja, ama
lor, se h de la esc entígrad lor que
273 = 6
una tem fluoresc K y los 6
ada de l
"
enerada envían pectro ele
o a las udes de onas y a
permite
icofísico) distinguir duce a u iante a la efector idénticos l idéntic diferente
s (salvo
r una gam ja, amarillo
r, se hab la escala
tígrada r que to
73 = 622
a tempe orescen los 650
a de la t
"
erada p vían al tro elect
a las inn es de on
as y anim ermite d
físico) se tinguir v ce a una e a las d ector prá nticos s idénticas erentes.
&
(salvo aq
na gama amarillo,
e habla escala K
rada en ue toma = 6227
tempera rescentes
s 6500 K
a tem da por
n al c electrom
las innum de onda y anima ite dife
ico) se d guir varia a una d
las dife tor práct icos son nticas,
ntes. Es
&
lvo aque
gama de arillo, bla
habla de cala Kelv da en 2
toma e 6227 °C
peratura centes o
500 K.
a tempe por se
al cere lectroma
innumera onda en animales e diferen
) se defin ir varias una desc
s difere r práctico
s son p icas, sin
es. Esas
$
aquella
ma de co rillo, blanc
bla de u la Kelvin en 273
ma el °C.
eratura d tes ofre 0 K.
temperat or seña l cerebro tromagn
numerab da en la imales a iferencia
e define varias pe a descrip diferente rácticos
son prod , sino Esas d
$ &
quellas
de colo , blanco
de un Kelvin e n 273 °C
a el #
tura de s ofrece
peratura r señale
erebro magnétic
merabl en la zo les a tra renciar
efine co rias pequ
escripció erentes lo
ticos se n produc sino ta sas dist
$ &!
ellas qu
e colores lanco y b
e un #
lvin equiv 73 °C.
#
ra de co ofrecen
ratura s eñales rebro co
gnético.
rables c n la zona s a travé nciar los
ine como pequeñ cripción ntes lon os se c roducido ino tam
s distrib
y es llas que t
olores q co y blan
#
in equiva °C. As
de color recen un
tura seg ales ne ro con
ético.
es com zona vis través d iar los o
como la equeñas ripción b
es longit se cons ducidos tambié distribucio
y es la que ten
res que y blanco
quivale °C. Así p
color co en una
ra según s nervio con la
s combin ona visib ravés de
los ob
mo la ca ueñas lu ión básic longitude
consid cidos no también tribucion
es la r e tenga
s que va lanco az
ivale a Así por
olor com una am
egún cie nervios n la ca
combinac a visible
s de los s objetos
o la cara ñas luce ásica gitudes onsidera os no so bién p uciones
s la refe tengan d
ue van d nco azula
le a -27 sí por e
$
r compre a amplia
ún cierto erviosas
la capt
binacio isible de de los órg
jetos c
la caracte s luces d ásica de itudes de sidera e no solam ién por
iones de
la refere gan de
van des o azulado
273 °C por ejem
$
omprend amplia
ciertos iosas q captac
inacione ible del e los órga
tos con
aracterís ces del ica de la
es de on era el solame por m
es de e
referenc n de po
n desde zulado.
273 °C, r ejemp
cuan
prendid plia ga
iertos colo as que aptación
ciones d del espe s órgano
s con m
cterístic s del m de la lu de onda ra el que
olamen or mu de ene
erencia de por s
desde el lado.
3 °C, lo jemplo, cuando
rendida e lia gama
os colore que lo tación d
nes de l espect rganos d
on may
erística d del mism la luz e onda d el que s
mente p r mucha
e energ
ncia pa por sí u
sde el ro
°C, lo qu mplo, un uando e
dida ent gama d
colores 14
ue los ión de
s de la spectro anos de mayor
stica de l mismo luz en nda del que se te por muchas energía
ia para or sí un
e el rojo
$
, lo que lo, una ndo es
a entre ama de
lores. 14
los n de
de la ectro os de ayor
ica de ismo z en a del e se e por chas ergía
para sí un
l rojo
$
que una o es
EL COLOR Y LA LUZ 15
Generalmente no es perceptible a simple vista, sino mediante la comparación directa entre dos luces como podría ser la observación de una hoja de papel normal bajo una luz de tungsteno (lámpara incandescente) y a otra bajo la de un tubo fluorescente (luz de día) simultáneamente.
Cielo azul 10000 a 30000
Cielo nublado 7000
Luz solar al mediodía 5200
Luna 4100
Lámparas fluorescentes:
Luz día 6500
Blanco neutro 4000
Blanco cálido 3000
Blanco cálido de lujo 2700
Lámparas incandescentes:
Luz día 500 w 4000
Standard 2700 a 3200
Luz de una vela 1800
Tabla 1.4 (1) Temperaturas de color de algunas fuentes en grados Kelvin (valores aproximados).
5 %"!'! % "
Rendimiento de color es la capacidad de una fuente de luz artificial en reproducir los colores, siendo la referencia la luz del sol. Esta capacidad se mide en un porcentaje donde el 100% lo da la luz natural de sol. Las lámparas de filamento (incandescentes e incandescentes halógenas) tienen una reproducción del 100% ya que su espectro de emisión es continuo. Una lámpara de descarga tiene un espectro de emisión en unas determinadas longitudes de onda por lo que su capacidad de reproducir colores es menor.
La temperatura de color nos mide "lo blanca que resulta la luz" y se mide en kelvin. Las luces más "amarillentas" tienen una T de color más reducida (<3000 K), mientras que las más "azuladas" tienen mayor T (>6000 K).
EL C EL C
EL COLOROR Y L
prop valo : 1 2 3 4 Y L propue valor d : 1 2 3 4 Y LA LU
ropuesto alor del I A LUZ
uesto u r del IRC
%" Lám bas us Lám en c
sto un s el IRC. %"! Lámpar con pr rendi bastante ac uso en l
Lámpar en col
Tab o un sis
IRC. %"! " 70 Lámparas con pr rendi bastante ac uso en l
Lámparas en color fuer
Tabla n sistem
! " %
IRC
70
paras con IR con propi rendimient bastante ac
o en loc
Lámparas con en color fuer
Tabla 1. sistema
! " %
3
IRC
IRC
paras con IR on propied endimiento en c
tante aceptabl o en locales
paras con olor fuera de l
bla 1.4 (2 tema de
%"!' 3 5
IRC
IRC <
as con IRC on propiedades
miento en c tante aceptabl o en locales de tr
as con rendi fuera de l
4 (2) ma de c
%"!'! % 3 5 4
85
IRC < 85
con IRC < opiedades ento en c tante aceptables
ales de tr
rendi fuera de lo nor
4 (2) Apa de clas
"!'! % 3 5 4
C < 85
con IRC <70 per edades de
o en color eptables par
es de trabajo
rendimie a de lo nor
Aparie e clasific
! % %
<70 per ades de o en color eptables para
de trabajo
endimiento a de lo normal
Aparienc lasificac % % 70 pero olor es para de trabajo endimiento o normal ariencia sificación % 70 pero ento o normal riencia de icación d
! %
cia de co ión de la
! % Inter Cál Inter Cál de color n de las
! % ! "
Fría Intermedi Cálida Fría Intermedi Cálida color y e las lá
! % ! "
Fría Intermedia Cálida Fría Intermedia Cálida
olor y ren las lámp
! % ! "
media
álida
media
álida
r y rendim lámpar ! " rendimie mparas Indus taller Esc Hogar Ofic alm (en c Ofic alm (en c Ofic alm críti Inter crom impor Apl ndimient paras en
Industr tallere Escap Hogar Oficinas almacenes (en clim Oficinas almacenes (en clim Oficinas almacenes críticos Interior cromá importanc Aplica imiento e ras en c
Industria tex talleres de i
Escaparates, ti Hogares, hotel Oficinas, esc almacenes (en climas Oficinas, esc almacenes (en climas Oficinas, esc almacenes críticos (en Interiores cromática no es importanc
Aplicaciones
iento en en cua
Industria tex eres de im
aparates, ti
ogares, hotel
cinas, esc acenes, i en climas cál
cinas, esc acenes, i en climas tem
cinas, esc acenes, am íticos (en c
Interiores do omática no es
portancia
icaciones
to en co n cuatro
!
tria textil, fáb s de impr
arates, ti es, hotel nas, escuel enes, indus mas cálidos nas, escuel enes, indus mas templ nas, escuel enes, am s (en clim
ores donde l tica no es tancia
ciones es
en color uatro gru
! !
a textil, fáb de imprenta
ates, tiend
, hoteles, r
, escuelas enes, industr as cálidos , escuelas enes, industr as templa , escuelas enes, ambie en climas donde la a no es de gr
ones espec
color (C tro grup
! !
til, fábric mprenta
ates, tiendas
, hoteles, res
, escuelas, gr , industrias cálidos).
, escuelas, gr , industrias emplados
, escuelas, gr , ambientes
climas fríos
nde la di a no es de gr
ones especial lor (CIE) grupos ! ! % , fábricas prenta.
ates, tiendas, hos
es, restau
uelas, grandes ndustrias de pr
.
uelas, grandes ndustrias de pr
plados)
uelas, grandes bientes
as fríos)
nde la disc a no es de gran
especiales
r (CIE). rupos se
! %
ricas de pi
endas, hospi
, restaurantes
, grandes trias de pr
, grandes trias de pr dos) , grandes ntes indus fríos). a discrim de gran peciales . pos segú
%
as de pin
, hospital
estaurantes
, grandes as de preci
, grandes as de preci
, grandes industr discriminac de gran según de pintur , hospitales taurantes andes de precisi andes de precisi andes industrial riminación 16
egún el
de pinturas pitales. antes. de precisión de precisión ndustriales inación 16
ún el
turas,
ecisión
ecisión
triales
LAS LEYES FUNDAMENTALES DE LA LUMINOTECNIA 17
0 %" ' % " '!% %!
En la técnica de la iluminación intervienen dos elementos básicos: la fuente productora de luz y el objeto a iluminar. Las magnitudes y unidades de medida fundamentales empleadas para valorar y comparar las cualidades y los efectos de las fuentes de luz son las siguientes:
Flujo luminoso
Rendimiento luminoso
Cantidad de luz
Intensidad luminosa
Iluminancia
Luminancia
Todas estas unidades y otras mas ya fueron tratadas y explicadas en el capítulo 1.2, ahora lo que veremos es como se relacionan estas magnitudes por medio de algunas leyes de luminotecnia, entre esas leyes tenemos las siguientes:
" !%+ " " " ;
La ley de la inversa de los cuadrados es una fórmula matemática que establece el aumento o la reducción de la intensidad luminosa que incide sobre una superficie en función de la fuente luminosa y dicha superficie.
Esta ley enuncia lo siguiente: “'
$. Así, cuando la distancia se duplica, la intensidad se divide por cuatro. Si la distancia se hace tres veces menor, la intensidad pasa a ser nueve veces mayor.
E=
E=
E=
LAS LE LAS LE LAS LEYES YES
Don = Ilu Esta perp tama máx cielo Esta y la En la la dire corre Esta En la Esta será YES FU Donde: = Ilum
Esta le perpen tamaño máxima cielorra
"
Esta le
y la norm
En la le la direc corresp
Estas f
En la fig
Esta ex será:
FUND
onde:
= Ilumin
sta ley erpendic maño d áxima d ielorraso
"
sta ley
la norma
n la ley d direcció orrespon
stas form
n la figu
sta expre AM
Iluminan
ley e endicula año de
ima de lorrasos lu
ley en
normal a
la ley de irección rresponde s formu la figura expresió ENTALE inancia
ley es diculare o de la a de la rrasos lum
%
ley enun
rmal a la
ley de la cción de ponde
formulas
igura 2 e
xpresión TALE
ancia en
es vá iculares a
de la fue de la lu
s lumino
%
enuncia
al a la su
de la inv ión de los
nde cos
rmulas co
ra 2 el ra
resión es TALES D
cia en L
s válida lares a la la fuent la lumin luminoso
%
nuncia lo
a la supe
la invers de los ra cos 0º
las corre
2 el rayo
ión es vá S DE L
en Lx;
válida s a la dire fuente.
luminaria inosos)
ncia lo
la superfic
inversa los rayo os 0º = 1
s corresp
el rayo s
es válid E LA LU
n Lx; = I
lida ún a la direc
ente. La minaria. osos).
ia lo sig
$"
uperficie
versa de s rayos, 0º = 1 (F
orrespon
rayo se h
s válida A LUM
= Inte
a única la direcció
te. La d inaria. N
lo siguie
"(este erficie en
rsa de los rayos, ó s = 1 (Fig
Ep=
rresponde
o se ha a
álida para MINOTEC
= Intens
únicame irección La dist ria. No
siguiente
este á icie en e
de los c os, ó sea 1 (Figura
Ep= I /
ponden a
e ha apa
lida para s OTEC
Intensida
icament cción de a distan . No es
uiente:
este áng ie en el p
los cua ó sea qu (Figura 1)
Ep= I / D
nden a la
ha aparta
Ep
para sup OTECN ensidad mente ión del flu distanciao es ap
iente: #'
e ángulo n el punt
s cuadra sea que
ura 1)
Ep= I / D²
n a la
apartado
Ep= I /
ra superf NIA
sidad lum
ente tra del flujo tancia d es aplic
#'
ngulo es l punto d
uadrado a que el
I / D² x 1
a la Ley
artado d
Ep= I /
superfic ad lumin
te tratán l flujo y cia debe aplicab
#'
ulo es e unto de
drados, ue el án
I / D² x 1 ó
Ley de
ado de la
Ep= I / D
perficies luminos
tratándo lujo y cua debe s plicable
lo es el fo to de inc
rados, la el ángu
² x 1 ó Ep
ey de la
o de la n
= I / D² x
rficies ho minosa e
ratándos y cuand ebe ser licable a
s el form de incide
os, la sup l ángulo
x 1 ó Ep
de la inv
e la norm
I / D² x c
ies horiz inosa en
ndose d cuando
e ser a le a fue
l formad incidenc
la superf gulo de
1 ó Ep=
la invers
la norma
D² x cos
horizon a en can
e de ando la d ser al m a fuent
ormado cidencia
superfic de inc
ó Ep= I /
inversa
ormal u
x cos 4
orizontale en cande
e de fu do la dis r al men fuentes
ado por encia P)
perficie ilu de incide
Ep= I / H
versa de
rmal un á
cos 45º
rizontales; candela
de fuen la distan l menos entes de
por la cia P).
rficie ilum incidenc
= I / H² x
rsa de lo
l un áng
os 45º
tales; pa ndelas;
fuentes distancia enos c tes de il
por la dire
ie ilumin cidencia
I / H² x 1
de los c
n ángulo
les; para elas; <
uentes tancia e nos cinc de ilum
r la direc
iluminad encia es
I / H² x 1
e los cua
ángulo
; para su
<= Dis
ntes pu ncia es g s cinco
umin
direcció
minada e cia es
² x 1
s cuadra
gulo =
ara supe = Dista
s puntu ia es gra
inco ve uminació irección inada era cuadrado = 45 ra superfic Distanc puntuale s grande co veces inación
cción de
da era pe = 0
adrados
= 45º, p
uperficie istancia
ntuales, grande e
veces la ación e
ión del ra
era perp = 0º rados. 45º, por erficies v ancia en
uales, s nde en re ces la d ión exte
del rayo
perpen = 0º, al
º, por lo
icies vert cia en m
les, sup e en rela s la dim extens
l rayo in
erpendic , al cu
por lo tan
s vertica en m.
, superf en relació la dimen
xtensas
rayo incid
endicula , al cual le
r lo tanto
verticale superficie
relación dimensió
nsas (e
inciden
dicular a l cual le
tanto: rticales 18 cies lación al ensión as (ej.:
LAS LEYES FUNDAMENTALES DE LA LUMINOTECNIA 19
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS MAGNITUDES LUMINOSAS (CURVAS FOTOMÉTRICAS) 20
9 5 % !7% ( * ! " ' (%! " '!% 3 + ') ! 4=
Cuando se habla en fotometría de magnitudes y unidades de medida se definen una serie de términos y leyes que describen el comportamiento de la luz y sirven como herramientas de cálculo. Pero no hemos de olvidar que las hipótesis utilizadas para definirlos son muy restrictivas (fuente puntual, distribución del flujo esférica y homogénea, etc.).
Aunque esto no invalida los resultados y conclusiones obtenidas, nos obliga a buscar nuevas herramientas de trabajo, que describan mejor la realidad, como son las tablas, gráficos o programas informáticos. De todos los inconvenientes planteados, el más grave se encuentra en la forma de la distribución del flujo luminoso que depende de las características de las lámparas y luminarias empleadas.
A menudo no le daremos mucha importancia a este tema, como pasa en la iluminación de interiores, pero será fundamental si queremos optimizar la instalación o en temas como la iluminación de calles, decorativa, de industrias o de instalaciones deportivas.
A continuación veremos los gráficos más habituales en luminotecnia:
<! ( ' + " "! !, !7% '!%
<! ( ' ! %"
+ ! >
<! ( ' + " "! !, !7% '!% . Una curva de distribución luminosa es el resultado de tomar medidas de intensidad luminosa a diferentes ángulos alrededor de una fuente de luz o luminaria y de representarlas en forma grafica, normalmente en coordenadas polares. La distancia de cualquier punto de la curva al centro indica la intensidad luminosa de la fuente en esa dirección.
La iluminación recibida desde una sola fuente de luz sobre cualquier superficie dada puede calcularse a partir de los datos de la curva de distribución luminosa de dicha fuente. Cuando la relación entre el tamaño de la fuente y la distancia fuente-superficie es tal que puede aplicarse la ley le la inversa de los cuadrados, el cálculo se reduce a tomar en la curva de distribución la lectura de la intensidad luminosa para el ángulo requerido, dividiendo por el cuadrado de la distancia en metros y multiplicando por la función trigonométrica apropiada si la superficie no es perpendicular a la dirección de los rayos de luz que salen de la fuente. Cuando el tamaño de la fuente no permita la aplicación directa de la ley de la inversa de los cuadrados se requiere de un proceso de cálculo más complejo.
En los casos en que la distribución de la intensidad luminosa tiene simetría cilíndrica, se puede obtener la cantidad de luz emitida por la fuente en lúmenes a partir de una curva de distribución media. La curva se divide en zonas de igual amplitud normalmente en 10º cada una, y la intensidad luminosa media de cada zona (que suele ser el valor en el centro de la zona) se multiplica por un factor que la convierte directamente en el numero de lúmenes en la zona.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS MAGNITUDES LUMINOSAS (CURVAS FOTOMÉTRICAS) 21
de conversión en lúmenes están basados en las áreas relativas de esas zonas angulares, y su suma desde 0º a 180º es 4π, o sea 12.57. Así pues, una fuente que emita una candela uniformemente en todas las direcciones producirá un total de 12.57 lúmenes.
Fig. 1.6 (a) Sólido fotométrico de una lámpara incandescente.
CONSTANTE DE ZONA PARA EL CALCULO DEL FLUJO LUMINOSO
Para zonas anulares de 10º
Zona Angulo medio de la
zona Zona
Angulo medio de la
zona Constante de zona 0º-10º 10º-20º 20º-30º 30º-40º 40º-50º 50º-60º 60º-70º 70º-80º 80º-90º 5º 15º 25º 35º 45º 55º 65º 75º 85º 170º-180º 160º-170º 150º-160º 140º-150º 130º-140º 120º-130º 110º-120º 100º-110º 90º-100º 175º 165º 155º 145º 135º 125º 115º 105º 95º 0.095 0.283 0.463 0.628 0.774 0.897 0.993 1.058 1.091
Tabla 1.6 (1) Constante de zona para el cálculo del flujo luminoso.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS MAGNITUDES LUMINOSAS (CURVAS FOTOMÉTRICAS) 22
Para una luminaria de alumbrado general la distribución de la luz entre los hemisferios inferior y superior constituye la base para su clasificación como directa, semidirecta, general difusa, etc. A este propósito, la suma de los lúmenes por debajo de 90º y por encima de 90º se expresan como porcentajes de la suma de lúmenes totales desde 0º a 180º.
La eficacia de una luminaria es la relación, expresada en tanto por ciento, entre los lúmenes totales emitidos por la luminaria y el total de lúmenes generados por la lámpara desnuda.
Fig. 1.6 (b) Comparación de curvas para un mismo tipo de lámpara.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS MAGNITUDES LUMINOSAS (CURVAS FOTOMÉTRICAS) 23
Con algunos equipos como, por ejemplo, muchas luminarias de alumbrado de calles, es importante la distribución horizontal luminosa, y las medidas se hacen en planos laterales. Cuando el grado de asimetría no es demasiado grande, como acurre en la mayoría de las instalaciones fluorescentes, puede obtenerse una curva de distribución luminosa media suficientemente representativa y calcularse a partir de ella la eficacia luminosa. La eficacia de una luminaria muy asimétrica puede calcularse con un número suficiente de curvas de emisión luminosa, pero el proceso es más complicado.
Fig. 1.6 (d) Distribución luminosa horizontal para una luminaria de alumbrado público.
Los datos de distribución luminosa de equipos productores de haces, tales como focos y proyectores, se suelen representar en coordenadas rectangulares en lugar de en polares indicándose sobre la base del diagrama la distancia angular desde el centro del haz, y en ordenadas la intensidad luminosa. Si la distribución es simétrica respecto a un eje central, puede representarse el haz con una sola curva. Un haz asimétrico, en cambio, requiere al menos una curva vertical y otra transversal horizontal, y a veces más, para que la descripción sea completa.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS MAGNITUDES LUMINOSAS (CURVAS FOTOMÉTRICAS) 24
<! ( ' + ! %" A pesar de que las curvas de distribución luminosa son herramientas muy útiles y prácticas, presentan el gran inconveniente de que sólo nos dan información de lo que ocurre en unos pocos planos meridionales y no sabemos a ciencia cierta qué pasa en el resto. Para evitar estos inconvenientes y conjugar una representación plana con información sobre la intensidad en cualquier dirección se
definen los .
La mejor representación de un haz irregular se obtiene mediante un .
En él se representan en grados las distancias al eje del haz, tanto horizontal como verticalmente, y se recoge gran numero de lecturas de intensidades luminosas en diferentes puntos; las curvas que se dibujan unen puntos de igual intensidad luminosa, de forma similar a como se trazan las isobaras e isotermas en un mapa del tiempo.
Fig. 1.6 (f) Curvas isocandela.
Los diagramas isocandela que se refieren a haces notablemente dispersos se representan a veces en proyección semiesférica, en la cual las áreas de las zonas estudiadas pueden verse con mayor precisión que empleando coordenadas rectilíneas.
En los diagramas isocandela se representan en un plano, mediante curvas de nivel, los puntos de igual valor de la intensidad luminosa. Cada punto indica una dirección del espacio definida por dos coordenadas angulares. Según cómo se escojan estos ángulos, distinguiremos dos casos:
', " !7%
', " ?, ! !7% !' " ',
R En án un ob Pa En int en lum int Ad de ha REPR
En la ángu una obtie Para
'
En e inten en es lumin inten Adem de la haz d EPRESEN
En las ángulos una esf obtiene Para la
',
En esto intensid en este luminos intensid
Además de la lu haz de ESEN
n las lum gulos C a esfera tienen p ara la re
',
n estos tensidad este tip minoso s tensidad
demás d la lumin z de luz
ESENTA
las lumin los C y esfera y nen por la repre
, .
estos grá sidades ste tipo inoso se sidad lu
más de in luminaria de luz en
CIÓ
luminaria s C y
fera y s n por int represe
tos gráfic ades, lí tipo de so se calc
ad lumin
s de inte minaria. luz en la N G
minarias usa ra y sob
por inters represent
gráfico es, línea ipo de p
se calcu luminos
e intens inaria. El z en la ca GRÁ
inarias p usado y sobre r intersec resentac
ráficos, , líneas de proy calcula c
minosa
intensida ria. El alc n la calz
ÁFIC
Fig
rias para usados e obre ella tersecció entación
icos, los líneas roja
e proyec lcula com inosa en
ensidade . El alcan la calzada A D
Fig. 1
s para ados en
re ella s rsección
tación p
Fig
s, los m as rojas
royeccio la como sa en es
sidades l alcance
ada m A DE L
Fig. 1.6
ara os en los ella se cción de ión plan
Fig. 1 para
los me rojas, s yeccione como el en esta
ades y f lcance d ada mie
E LAS M
ig. 1.6 (
',
en los lla se dib ión de los n plana
Fig. 1.6 para u
s merid jas, se re cciones la
mo el pro esta áre
es y flujo nce da u a mientra
AS MA
1.6 (g) D
',
los diag se dibuja de los v
lana de
ig. 1.6 ( ara una
meridian , se refle iones las
el produ sta área.
y flujos, e da una
ientras GN ) Diag ', " diagram dibujan los vec na de la
1.6 (h) P ra una lum
ridianos e refleja es las su
l product área.
flujos, es a una id ntras qu ITU
) Diagram
, "
iagrama ibujan la s vectore de la su
) Proy na lumin
ianos re reflejan e las supe roducto d
jos, este una idea ras que la
DES LU
iagrama
" ?,
ramas p jan las lí
ectores la supe
) Proyec luminaria
nos repre lejan en
superfic ucto del
, este dia a idea de que la d
ES LU
grama is
?, !
mas pola las líne tores de
superfic
royecció minaria d
s repres n en tan uperficie to del áre
ste diagra idea de la
ue la disp ES LUMIN
ma isoca
?, !
s polare neas res de in
uperficie
yección inaria de
represen en tanto erficies s del área
diagram a de la d
la dispers INOS
a isocand
! , pa polares
neas is de inten erficie s
cción acim ria de alu
resentan tanto po icies son l área en
iagrama e la dista dispersió
OSAS (C
ocandela
, para lares. Se eas isoc intensid icie se re
ión acimu de alum
sentan e nto por c s son p rea en el
rama inf la distanc
persión s AS (C
andela d
para de . Se su s isocan
tensidad ie se rec
acimuta alumbra
tan el por cie son prop en el dia
ma inform istancia rsión se
URVAS F
dela de u
ara defin Se supo isocande
nsidad lu e recurre
imutal d lumbrado
n el án or ciento n proporc n el diagra
informa tancia lon ión se ref
VAS F
la de un
definir supone candela. idad lumin
recurre
utal de L brado pú
el ángu ciento d roporcio l diagram forma so cia longit se refiere VAS FOTO
de un pro
efinir un upone la dela. Lo d lumino
urre a la
l de Lam rado públic
ángulo nto de la porciona iagrama rma sobre longitud refiere a OTO un proye
inir una one la lu la. Los luminosa rre a la
e Lambe o público
gulo C, o de la in
rcionales rama (en
sobre e ngitudin fiere a la
MÉ
proyect
ir una dire e la lumin . Los pu
inosa co a la
Lambert úblico.
lo C, lo e la inte ionales a ma (en e
obre el a itudinal m re a la dis TRIC
royector.
na direc luminaria os punto
sa con la
bert lico.
C, los la intens ales a la (en est
re el alc dinal má a la dista
ICAS)
ector.
direcció minaria puntos
con la s
, los pa intensida s a las o n estere el alcanc al máxim la distanc AS) irección, inaria sit ntos de on la sup
!7
os para nsidad m las orig
ereorra
alcance máxima istancia
ción, se ria situad os de la la superf
!7%
paralelo idad má
s origin ereorrad
ance y l xima qu ancia tra
n, se u situada de las c superficie !7% ! aralelos ad máxim originale orradian
ce y la d ima que a cia trans
se utiliz ituada de
las curv perficie d !' lelos máxima riginales, rradianes
y la dis que alc transvers
e utilizan da dentro
s curva rficie de e
!'
áxima. C ales, el ianes) p
la dispers ue alcanz
nsversa tilizan lo dentro d curvas s ie de est
!'
y la ima. Com les, el flu
nes) por
dispersió alcanza
versal. 25
ilizan los ntro de rvas se de esta.
"
y las . Como el flujo s) por la
persión anza el rsal.
25
n los ro de s se esta.
"
y las omo l flujo or la
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS MAGNITUDES LUMINOSAS (CURVAS FOTOMÉTRICAS) 26
+ ! > Una curva o diagrama isolux es un conjunto de curvas que unen puntos del plano de trabajo que reciben la misma iluminación. Con objeto de que la información pueda ser fácilmente aplicable para distintas alturas de montaje las distancias en el plano de trabajo se expresan en múltiplos de dicha altura.
La iluminación para otras alturas de montaje distintas de la correspondiente a las curvas trazadas se obtiene multiplicando los valores dados por estas por la relación entre el cuadrado de la altura de montaje dada y el cuadrado de la nueva altura de montaje.
Fig. 1.6 (j) Curvas o diagramas isolux.
El diagrama isolux que se muestra en la figura corresponde a una sola unidad luminosa, pero pueden construirse curvas similares para una instalación sin más que sumar los niveles luminosos de cada punto procedentes de cada una de las luminarias que componen la instalación de iluminación.
Cada altura de montaje, o distancia entre la luminaria y el plano de trabajo, da lugar a un diagrama isolux distinto. El diagrama isocandela por otro lado, es una característica fija de la luminaria, independientemente de la distancia o altura de montaje. Los diagramas isocandela se utilizan quizá con más frecuencia en la representación de haces de faros, focos y proyectores, y los diagramas isolux, por su parte, para instalaciones de alumbrado público, si bien unos y otros pueden emplearse indistintamente para cualquier tipo de instalaciones de alumbrado.
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 27
! " !# "
$ ! % ! " !& '
! "
# $
$ % &
!
!
&
& %
& & !
& %
% '()* " % +
%
" % + "
! &
, - "
%
+ '( % ! .
" % %
/ 010 ! 00 %
-- '( '
/ ! 2 ! % - "
3 45 61 7 ! 8 +
694+7 & '():
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 28
AÑO FUENTE LUMINOSA
300 D.C. a 500 D.C
Antorchas Velas
Lámparas de aceite
1800-1900
Presentación de la lámpara de arco Lámparas de gas
Invención de la lámpara eléctrica (Edison)
1910-1920 Presentación de la lámpara de neón
1930-1940 Introducción de la lámpara de vapor de mercurio
Introducción de la lámpara con reflector
1940-1950 Introducción de la lámpara fluorescente
Introducción de la lámpara PAR
1950-1960 Introducción de la lámpara de tungsteno halogenado
Introducción de la lámpara HPS (sodio)
1960-1970 Primer LEDs, con emisión en el visible
Introducción de la lámpara de halogenuros metálicos
1970-1980 Introducción de la lámpara fluorescente compacta
1980-1990 Introducción del balastro de alta frecuencia
1990-2000 Primera lámpara sin electrodos
Primer LED de indio-galio-nitrito
2000-2010 Lámpara de inducción.
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 29
& ! % % !& '
8 % "
-" ; ! ;
- %
< '6 7 !
6 7 .
- = > ; ? &
"
" ! 6 7=
> ; ? > ?
6 7 > ; ? ;
" %
& "
@ < '6 7 ; !
!
" "
-%
-
-% .
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 30
9 ;
"
%
&
4 "
;
! . %
!
+ !
! " %
!
; ; !
-- 6
7
-< ' 6 7
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 31
@ < ' 6 7
A ! < B % ;
%
"
2
6C< B7 ! %
%
!&
" !
2
; !
; ! %
;
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 32
( (
! .
! - "
&
4
- !
- &
!
-% !
@ < ' 6 7 2 - - %
! " %
! .
!
! !
- !
!
%
=
% % = % ; !
9 " %
-' 9
! " D E
; "
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 33
< !
. ; % !
" % F
"
% !
!
"
- !
-! ;
* - !
4
+ - !
" ! %
-4 % ;
! !
; "
E G
! %
& !
! "
( ! ( ) * %
" !
;
& &
-! +
! H &
%
; !
-"
6 " * I ! J I 7
" %
F "
'' B ' B "
- %
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 34
; !
; - .
"
! !
& ! .
% !
!
- % ! ;
" &
!
-( ! ( " %
'
" 6 7
- !
- % 6* B J B7
+ " %
< ! %
! "
; ! %
&
% %
! %
4 !
- % .
& - ;
! !
& !
PRINCIPIOS DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIALES 35
" !&
" - %
-;
! ;
