Conceptos básicos de Luminotecnia

Presentación del tema: "Conceptos básicos de Luminotecnia"— Transcripción de la presentación:

1 Conceptos básicos de Luminotecnia
Por lo general, las personas encargadas de realizar una presentación deben proporcionar material técnico a una audiencia que no suele estar familiarizada con el tema o el vocabulario. Este material suele ser complejo y excesivamente detallado. Para presentar material técnico de forma eficaz, tenga en cuenta las siguientes directrices de Dale Carnegie Training®. Evalúe la cantidad de tiempo disponible y organice el material. Limite el área del tema que va a tratar en la presentación. Divida la presentación en segmentos definidos. Siga una progresión lógica sin desviarse del tema principal. Concluya la presentación con un resumen, repitiendo los pasos importantes o elaborando una conclusión lógica. Tenga siempre en mente a la audiencia. Por ejemplo, asegúrese de que los datos son claros y la información es relevante. Intente que el vocabulario y los detalles sean adecuados para la audiencia. Utilice pruebas para respaldar los puntos o procesos clave. Preste atención a las necesidades de los oyentes y conseguirá una audiencia más receptiva. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL NORTE DE COAHUILA ING. REYES GONZÁLEZ OLGUÍN

2 Conscientes de que la iluminación es un área muy extensa, veremos algunos temas relativos al conocimiento de los conceptos básicos de luminotecnia. La luminotecnia es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de luz , así como su control y aplicación , es decir ,es el arte de la iluminación con luz artificial para fines específicos .

3 ¿Qué es la Luz? La luz del Sol es blanca; no obstante, es el resultado de la mezcla de luces de diferentes colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.

4 Los colores corresponden a diferentes longitudes de onda de la luz.
Cuando los rayos de Sol llegan a la atmósfera, chocan con las partículas de aire, vapor de agua y polvo, y se descomponen en los colores que los forman. Las ondas azules son las que más fácilmente se separan y por ello vemos el cielo azul.

5 Sin embargo, al amanecer y al atardecer, los rayos inciden sobre la atmósfera de forma oblicua, y tienen que atravesar más aire. Ello hace que se lleguen a dispersar los colores naranjas y rojos, y que en consecuencia el cielo adquiera los espectaculares colores propios del crepúsculo. Además, cuando el número de partículas suspendidas en el aire es mayor, como cuando hay mucho polvo o polución, los colores del cielo tienden a mostrar los tonos rojos y naranjas

6 La Luz y La Visión Sin una , la otra no tiene sentido. Sin luz los ojos no podría percibir las formas, los colores de los objetos y, en definitiva, el mundo que nos rodea. Sin una visión que interpretara la luz, esta no serviría de nada. La luz, que llega a nuestros ojos y nos permite ver, es un conjunto de radiaciones electromagnéticas de longitudes de onda comprendidas entre los 380 nm y los 770 nm.

7 El espectro electromagnético
La luz forma parte del espectro electromagnético que comprende tipos de ondas tan dispares como los rayos cósmicos, los rayos gamma, los ultravioletas, los infrarrojos y las ondas de radio o televisión entre otros

8 Cada uno de estos tipos de onda comprende un intervalo
definido por una magnitud característica que puede ser la longitud de onda ( ) o la frecuencia (f). Recordemos que la relación entre ambas es: donde c es la velocidad de la luz en el vacío (c = 3·108  m/s).

9 ¿ Que es el color? El color es una interpretación de las longitudes de onda de la luz emitida o reflejada por un cuerpo y captada por el sistema visual. Esto quiere decir que el color es una sensación que se produce en el cerebro como reacción a la incidencia de los rayos de luz en los ojos. El estímulo físico proviene de cuerpos luminosos que emiten luz y cuerpos iluminados que reflejan parte de la luz que reciben, pero es el cerebro el que produce la percepción mental del color.

10 Es un proceso neurofisiológico complejo similar a la percepción de las vibraciones en el aire como sonidos. Aunque el color se percibe como un atributo de los objetos o la luz, en realidad ninguno de ellos está coloreado. Al hablar del color hay que distinguir entre : El fenómeno físico donde intervienen la luz y la visión (sensibilidad y contraste) El fenómeno sensorial.

11 a).- El color como fenómeno físico
Recordemos brevemente que la luz blanca del sol está formada por la unión de los colores del arco iris, cada uno con su correspondiente longitud de onda. Los colores van del violeta (380 nm) hasta el rojo (770 nm) y su distribución espectral aproximada es: Color Longitud de onda (nm) Violeta Azul Verde Amarillo Naranja Rojo

12 Cuando un cuerpo opaco es iluminado por luz blanca refleja un color o una mezcla de estos absorbiendo el resto. Las radiaciones luminosas reflejadas determinarán el color con que nuestros ojos verán el objeto. Si las refleja todas será blanco y si las absorbe todas  negro.

13 Si, por el contrario, usamos una fuente de luz monocromática o una de espectro discontinuo, que emita sólo en algunas longitudes de onda, los colores se verán deformados. Este efecto puede ser muy útil en decoración pero no para la iluminación general.

14 b).-El color como fenómeno sensorial
El color como otras sensaciones que percibimos a través de los sentidos está sometida a criterios de análisis subjetivos. Depende de las preferencias personales, su relación con otros colores y formas dentro del campo visual ,el estado de ánimo y de salud, etc. Tradicionalmente distinguimos entre colores fríos y cálidos. Los primeros son los violetas, azules y verdes oscuros. Dan la impresión de frescor, tristeza, recogimiento y reducción del espacio. Los segundos, amarillos, naranjas, rojos y verdes claros, producen sensaciones de alegría, ambiente estimulante y acogedor y de amplitud de espacio.

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16 Fotometría Con la fotometría pretendemos definir unas herramientas de trabajo, magnitudes y gráficos, para la luz con las que poder realizar los cálculos de iluminación. Magnitudes y Unidades de Medidas La luz, al igual que las ondas de radio, los rayos X o los gamma es una forma de energía. Si la energía se mide en joules (J) en el Sistema Internacional, ¿para qué necesitamos nuevas unidades?

17 La razón es más simple de lo que parece.
No toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce sensación luminosa, ni toda la energía que consume, por ejemplo, una bombilla se convierte en luz. Todo esto se ha de evaluar de alguna manera y para ello definiremos nuevas magnitudes.

18 a).- Flujo luminoso Flujo luminoso es una medida de la cantidad de luz que sale de una lámpara. Símbolo : Φ Unidad: Lumen (lm) A la relación entre watts y lúmenes se le llama equivalente luminoso de la energía y equivale a: 1 watt-luz a 555 nm = 683 lm

19 b).-Intensidad luminosa
El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente de luz, por ejemplo una foco incandescente, en todas las direcciones del espacio. Por contra, si pensamos en un proyector es fácil ver que sólo ilumina en una dirección. Es claro que necesitamos conocer cómo se distribuye el flujo en cada dirección del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa.

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21 Se conoce como intensidad luminosa al flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd).

22 c).-Iluminancia Quizás haya jugado alguna vez a iluminar con una linterna objetos situados a diferentes distancias. Si  se pone la mano delante de la linterna podemos ver esta fuertemente iluminada por un círculo pequeño. Si se ilumina una pared lejana, el circulo es grande y la luz débil. Esta sencilla experiencia recoge muy bien el concepto de iluminancia.

23 Se define iluminancia como el flujo luminoso recibido por
una superficie. Símbolo : E Unidad de medida : Lux (lx) Existe también otra unidad, el foot-candle (fc), utilizada en países de habla inglesa cuya relación con el lux es:

24 Niveles aproximados en luxes en un día de verano

25 d).- Luminancia Hasta ahora hemos hablado de magnitudes que informan sobre propiedades de las fuentes de luz (flujo luminoso o intensidad luminosa) o sobre la luz que llega a una superficie (iluminancia). Pero no hemos dicho nada de la luz que llega al ojo, que a fin de cuentas es la que vemos. De esto trata la luminancia. Tanto en el caso que veamos un foco luminoso como en el que veamos luz reflejada procedente de un cuerpo la definición es la misma.

26 Se llama luminancia a la relación entre la intensidad luminosa  y la superficie aparente vista por el ojo en una dirección determinada. Símbolo : L Unidad de medida : candelas/m2. También es posible encontrar otras unidades como el stilb (1 sb = 1 cd/cm2) o el nit (1 nt = 1 cd/m2). Es importante destacar que sólo vemos luminancias, no iluminancias

27 e).- Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa
Ya mencionamos al hablar del flujo luminoso que no toda la energía eléctrica consumida por una lámpara se transformaba en luz visible. Parte se pierde por calor, parte en forma de radiación no visible (infrarrojo o ultravioleta), etc.

28 Para hacernos una idea de la porción de energía útil definimos el rendimiento luminoso como el cociente entre el flujo luminoso producido y la potencia eléctrica consumida, que viene con las características de las lámparas (25 W, 60 W...). La unidad es el lumen por watt (lm/W).

29 f).- Cantidad de luz Esta magnitud sólo tiene importancia para conocer el flujo luminoso que es capaz de dar un flash fotográfico o para comparar diferentes lámparas según la luz que emiten durante un cierto periodo de tiempo. Símbolo : Q Unidad de medida : lumen por segundo (lm·s).

30 g).- Ley de los cuadrados inversos.
En el ejemplo de la linterna pudimos ver que la iluminancia depende de la distancia del foco al objeto iluminado. Lo que ocurre con la iluminancia se conoce por la ley inversa de los cuadrados  que relaciona la intensidad luminosa (I) y la distancia a la fuente. Esta ley solo es válida si la dirección del rayo de luz incidente es perpendicular a la superficie.

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32 ¿Qué ocurre si el rayo no es perpendicular
¿Qué ocurre si el rayo no es perpendicular? En este caso hay que descomponer la iluminancia recibida en una componente horizontal y en otra vertical a la superficie

33 A la componente horizontal de la iluminancia (EH) se le conoce como la ley del coseno. Es fácil ver que si que si  α = 0 nos queda la ley inversa de los cuadrados. Si expresamos EH y EV en función de la distancia del foco a la superficie (h) nos queda: En general, si un punto está iluminado por más de una lámpara, su iluminancia total es la suma de las iluminancias recibidas

34 1: Una superficie está iluminada por una fuente luminosa puntual de 80 cd de intensidad constante en todas direcciones situada a 2 m de altura. Calcular la iluminancia horizontal y vertical para los siguientes valores del ángulo alfa: 0, 30º, 45º, 60º, 75º y 80º. Las componentes de la iluminancia, se pueden calcular empleando las fórmulas: Datos : h = 2 m, I = 80 cd

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36 Niveles de iluminación recomendados
Los niveles de iluminación recomendados para un local dependen de las actividades que se vayan a realizar en él. En general podemos distinguir entre tareas con requerimientos luminosos mínimos, normales o exigentes. En el primer caso estarían las zonas de paso (pasillos, vestíbulos, etc.) o los locales poco utilizados (almacenes, cuartos de maquinaria...) con iluminancias entre 50 y 200 lx. En el segundo caso tenemos las zonas de trabajo y otros locales de uso frecuente con iluminancias entre 200 y 1000 lx. Por último están los lugares donde son necesarios niveles de iluminación muy elevados (más de 1000 lx) porque se realizan tareas visuales con un grado elevado de detalle

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38 Resumen: *Luminotecnia es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de luz , así como su control y aplicación. * La Luz del sol es blanca; no obstante, es el resultado de la mezcla de luces de diferentes colores. *Los colores corresponden a diferentes longitudes de onda de la luz. *La luz, que llega a nuestros ojos y nos permite ver, es un conjunto de radiaciones electromagnéticas de longitudes de onda comprendidas entre los 380 nm y los 770 nm.

39 *El color es una interpretación de las longitudes de onda de la luz emitida o reflejada por un cuerpo y captada por el sistema visual. *Fotometría define herramientas de trabajo, magnitudes y gráficas para la luz con las cuales se pueden realizar los cálculos de iluminación.