04/06/2014 Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Rosario Dpto. de Ingeniería Civil Instalaciones Eléctricas y Acústica TEMA: LUMINOTECNIA Versión 2 – Mayo 2014 Ing. Alfredo Castro Ing. Marcos S. Juzefiszyn LUZ Y COLOR • ONDAS ELECTROMAGNETICAS: SON MANIFESTACIONES DE ENERGIA EXISTENTES EN EL UNIVERSO. FORMAN EL DENOMINADO “ESPECTRO ELECTROMAGNETICO”. 1 04/06/2014 LUZ Y COLOR • ONDAS ELECTROMAGNETICAS: A DIFERENCIA DE LAS ONDAS MECANICAS, NO NECESITAN MEDIO FISICO PARA DESPLAZARCE. OTRA FORMA DE INTERPRETAR EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO LUZ Y COLOR MAGNITUDES L x F = Velocidad L = LONG F= FRECUENCIA L = LONGITUD DE ONDA DE LA RADIACION NANOMETRO (nm) ANGSTROM (A) UNIDAD DE LONGITUD QUE EQUIVALE A LA MIL MILLONESIMA PARTE DEL METRO EQUIVALE A LA DIEZ MIL MILLONESIMA PARTE DEL METRO. 1 NANOMETRO = 10 ANGSTROM VELOCIDAD DE DESPLAZAMIENTO 300.000 Km x segundo 2 04/06/2014 LUZ Y COLOR LUZ * FORMA DE ENERGIA ELECTROMAGNETICA. * PORCION DEL ESPECTRO QUE PUEDE SER CAPTADA POR EL ORGANO VISUAL, PERMITIENDO LA PERCEPCION DE LOS COLORES. SE DENOMINA “LUZ VISIBLE ò ESPECTRO VISIBLE”. * FRECUENCIA QUE VA DESDE LOS 380 A 780 nm (nanómetros) * CORRESPONDEN A COLORES QUE VAN DESDE EL VIOLETA AL ROJO, PARA DIFERENTES LONGITUDES DE ONDA. LUZ Y COLOR ESPECTRO VISIBLE 3800 A 4500 Angs. VIOLETA 4500 A 4900 Angs. AZUL 4900 A 5600 Angs. VERDE 5600 A 5900 Angs. AMARILLO 5900 A 6300 Angs. NARANJA 6300 A 7800 Angs. ROJO 3 04/06/2014 LUZ Y COLOR LA LUZ BLANCA NO FIGURA EN EL ESPECTRO VISIBLE. DICHA RADIACION ES COMPUESTA CUANDO LA LUZ EMITE TODAS LAS LONGITUDES DE ONDA DE MODO EQUIVALENTE, LA PERCEPCION VISUAL CORRESPONDE AL COLOR BLANCO. SEGÚN NEWTON ES POSIBLE DESCOMPONER A LA LUZ BLANCA EN SUS COLORES COMPONENTES, UTILIZANDO PRISMAS OPTICOS, O BIEN COMBINAR ESTOS CON UN SEGUNDO PRISMA PARA RECUPERAR LA MEZCLA INICIAL LUZ Y COLOR • FORMAS DE RECONOCIMIENTO DEL COLOR: COLOR DE LA LUZ (COMPOSICION ESPECTRAL DE LA LUZ) COLOR DEL OBJETO “SIN LUZ NO HAY COLOR” 4 04/06/2014 LUZ Y COLOR • EJEMPLO: SI UNA MANZANA ROJA ES ILUMINADA POR UNA LUZ QUE CONTIENE SOLO LA LONGITUD DE ONDA ROJA, LA HOJA DE LA MISMA SE VERIA “NEGRA” O SIN LUZ. SI LA MISMA MANZANA ES ILUMINADA POR UNA LUZ VERDE, LA MISMA APARECERIA COMO “NEGRA” A EXCEPCION DE LA HOJA, LA CUAL SE VERIA VERDE. “SI UN COLOR NO SE ENCUENTRA EN LA FUENTE DE LUZ QUE INCIDE SOBRE UN OBJETO, ESTE NO PUEDE SER VISTO” LUZ Y COLOR EL OJO Y LA VISION OJO ORGANO VIVIENTE EN PERMANENTE MODIFICACION CAMARA OBJETO MECANICO ACCIONADO POR EL HOMBRE 5 04/06/2014 LUZ Y COLOR EL OJO Y LA VISION ¿COMO FUNCIONA EL OJO HUMANO? RAYOS LUMINOSOS RAYOS LUMINOSOS OBJETIVO DIAFRAGMA CORNEA HUMOR ACUOSO CRISTALINO IRIS PUPILA REFRACTA ENFOCA OBJETOS PELICULA FOTOSENSIBLE RETINA CAMARA OJO HUMANO CONOS (SENSIBLES AL COLOR) BASTONCILLOS (SENSIBLES A LA LUZ ) SISTEMA DE LENTES REGULACION LUZ CAPTACION LUZ LUZ Y COLOR EL OJO Y LA VISION PARPADO REGULA CANTIDAD DE LUZ CORNEA SISTEMA REFRACTOR IRIS PUPILA PARTE COLOREADA. CONTROLA LA CANTIDAD DE LUZ QUE PENETRA ABERTURA EN EL CENTRO DEL IRIS, SEGÚN LA ABERTURA LA LUZ ENTRA CRISTALINO CAMBIA DE FORMA Y ENFOCA OBJETOS A DISTINTAS DISTANCIA MUSCULOS CILIARES, AJUSTAN LA TENSIÓN SOBRE EL CRISTALINO RETINA BASTONCILLOS CONOS PURFURA RETINIANA PUNTO CIEGO RECIBE LAS IMPRESIONES DE LUZ RECEPTORES EN LA RETINA SENSIBLES A LA LUZ. ACTUAN A BAJOS NIVELES DE LUZ (NOCHE) RECEPTORES EN LA RETINA DE DETALLES FINOS. PERCIBEN LOS COLORES LIQUIDO QUE SE DECOLORA EXPUESTO A LA LUZ ADAPTACION A LA OSCURIDAD PUNTO EN LA RETINA DONDE EL NERVIO OPTICO CONDUCE SENSACIONES DE LUZ AL CEREBRO 6 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES 1) RENDIMIENTO DEL COLOR IRC: (INDICE DE REPRODUCCION CROMATICA): • CUANTIFICA EL NIVEL DE REPRODUCCION DE COLORES DE UNA FUENTE DE LUZ, ES DECIR LA CAPACIDAD QUE TIENE LA MISMA PARA REPRODUCIR LOS COLORES DEL ESPECTRO. • SU VALOR SE ENCUENTRA ENTRE 50 Y 100. • POR EJ. UNA FUENTE RICA EN COLORES ROJOS Y NARANJAS, TENDERA A RESALTAR LOS MISMOS, MIENTRAS QUE SI LE FALTA ALGUN COLOR DEL ESPECTRO TENDERA A APAGAR O AGRISAR LOS MISMOS. LUZ Y COLOR PROPIEDADES 1) RENDIMIENTO DEL COLOR GRAFICO DE DISTRIBUCION ESPECTRAL DE LA LUZ ESPECTRO CONTINUO ESPECTRO DISCONTINUO • GRAFICA LA CANTIDAD DE ENERGIA POR CADA LONGITUD DE ONDA • ES PROPIO DE CADA FUENTE DE LUZ 7 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES 1) RENDIMIENTO DEL COLOR IRC DE DIFERENTES LAMPARAS USADAS EN EL MERCADO •50<IRC<70 REGULAR •70<IRC<85 BUENO •85<IRC<100 OPTIMO LUZ Y COLOR PROPIEDADES 2) TEMPERATURA DEL COLOR • SE MIDE EN GRADOS KELVIN (K) Y ES LA REFERENCIA PARA INDICAR EL COLOR DE LAS FUENTES LUMINOSAS. • SE TOMA COMO REFERENCIA A UN RADIANTE TEORICO PERFECTO DENOMINADO “CUERPO NEGRO”. •LA TEMPERATURA DE UN COLOR ES EL COLOR QUE TENDRIA ESE CUERPO RADIANTE PERFECTO, AL SER CALENTADO A DICHA TEMPERATURA. POR EJ. UNA LAMPARA DE 6500 ºK EQUIVALE AL COLOR QUE TOMA EL CUERPO NEGRO CUANDO ES CALENTADO A DICHA TEMPERATURA. 8 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES 2) TEMPERATURA DEL COLOR VALORES EN º Kelvin LUZ Y COLOR PROPIEDADES 2) TEMPERATURA DEL COLOR EN LUMINARIAS SE CONSIDERAN: TEMPERATURA DE COLOR (ºk) 2000 ºk (d) BLANCOS CALIDOS (AMARILLO, NARANJA, ROJO) 4000 ºk (n) BLANCO NEUTRO 6000 ºk (c) BLANCO FRIOS (VERDE, AZUL O VIOLETA) 9 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES COLORES CALIDOS: SE REFIEREN A FUENTES DE LUZ RICAS EN ROJOS Y NARANJAS (ASOCIADO AL FUEGO Y VELA) COLORES FRIOS: SE REFIEREN A FUENTES DE LUZ RICAS EN AZULES (ASOCIADO AL COLOR DEL CIELO) LUZ BLANCA CALIDA LUZ BLANCA FRIA LUZ Y COLOR PROPIEDADES EJEMPLO: DENOMINACION OSRAM 10 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES 3) REFLECTANCIA • CUANDO LA LUZ INCIDE SOBRE UNA SUPERFICIE, PARTE DE LA MISMA ES ABSORBIDA Y PARTE ES REFLEJADA Y/O TRANSMITIDA. LA REFLECTANCIA ES EL PORCENTAJE DE LUZ REFLEJADO POR LA SUPERFICIE. • EL PODER REFLECTANTE DE LAS SUPERFICIES QUE LIMITAN UN ESPACIO JUEGAN UN PAPEL FUNDAMENTAL EN EL DISEÑO LUMINICO DE ESPACIOS INTERIORES. LUZ Y COLOR PROPIEDADES 3) REFLECTANCIA 11 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES 3) REFLECTANCIA FACTOR DE REFLEXION Ang. α = Ang ESPECULAR DIFUSA = LUX REFLEJADA LUZ INCIDENTE DIFUSA DIRIGIDA SUPERFICIE REFLECTORA MIXTA % DE LUZ REFLEJADA ESPEJOS 80-90 ALUMINIO PULIDO 60-70 PINTURA BLANCA (MATE) 75-90 PORCELANA ESMALTADA 60-80 PINTURA NEGRA 3-5 LUZ Y COLOR PROPIEDADES 4) TRANSMITANCIA • PASO DE UNA RADIACION A TRAVES DE UN MATERIAL SIN CAMBIO DE DENSIDAD DEL MEDIO TRANSMITIDO. • FUNCION DE: 1‐DENSIDAD DEL MATERIAL 2‐ TIPO DE MATERIAL TRANSMISION NORMAL VIDRIO TRANSPARENTE PLASTICOS POLICARBONATOS (LAMINAS) TRANSMISION DIFUSORA VIDRIOS OPALINOS POLICARBONATOS (ALVEOLARES) 12 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES 4) TRANSMITANCIA • FACTOR DE TRANSMISION (TRANSMITANCIA) = LUX TRANSMITIDA LUZ INCIDENTE VIDRIO TRANSPARENTE VIDRIO DIFUSOR LUZ Y COLOR PROPIEDADES 5) REFRACTANCIA • CAMBIO DE VELOCIDAD Y DIRECCION DE UNA RADIACION AL PASAR POR UN MEDIO DE DISTINTA DENSIDAD. • FUNCION DE: 1‐ANGULO INCIDENCIA 2‐DENSIDAD DE LOS MEDIOS VIDRIOS UTILIZADOS EN ILUMINACION DE CALLES – CARRETERAS – FAROS – ETC. AL BOROSILICATO METACRILATO TRANSPARENTE 13 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES 5) REFRACTANCIA INDICE DE REFRACCION 1 = sen 1 sen 2 AIRE VIDRIO 2 AIRE LUZ Y COLOR PROPIEDADES REFLEXION Y TRANSMISION DE LA LUZ SOBRE DISTINTAS SUPERFICIES 14 04/06/2014 LUZ Y COLOR PROPIEDADES ‐ RESUMEN 1) RENDIMIENTO DEL COLOR (IRC) 2) TEMPERATURA DEL COLOR 3) REFLECTANCIA 4) TRANSMITANCIA 5) REFRACTANCIA DISEÑO LUMINOTECNICO DISEÑO DE LUMINARIAS LUZ Y COLOR DEFINICIONES INTENSIDAD LUMINOSA: ES LA INTENSIDAD QUE EMANA POR SEG. DE UN FOCO LUMINOSO PROYECTADO EN UNA DIRECCION DETERMINADA SIMBOLO I UNIDAD CANDELA ( Cd ) DIRECCION 1 CANDELA 15 04/06/2014 LUZ Y COLOR DEFINICIONES INTENSIDAD LUMINOSA: LUZ Y COLOR DEFINICIONES FLUJO LUMINOSO ES LA INTENSIDAD DE LUZ EMITIDA POR UNA CANDELA (1Cd) DURANTE 1 Seg. DETERMINA LA CANTIDAD DE LUZ QUE EMANA DE UNA LAMPARA. SIMBOLO F UNIDAD LUMEN ( lm) DISTINGUIMOS LUMENES INCIDENTES LUMENES EMITIDOS 16 04/06/2014 LUZ Y COLOR DEFINICIONES FLUJO LUMINOSO LUZ Y COLOR DEFINICIONES ILUMINACION EL FLUJO LUMINOSO (F) QUE INCIDE SOBRE UNA SUPERFICIE PLANA DE 1m2 SE DENOMINA ILUMINACION (E). ESTABLECE EL NIVEL DE ILUMINACION NECESARIO PARA CADA LOCAL A ILUMINAR. 1m SIMBOLO UNIDAD E 90° LUX A E= 1LUX F (LUMENES) S (m2) FUENTE LUMINOSA 1 CANDELA 17 04/06/2014 LUZ Y COLOR DEFINICIONES ILUMINACION LUZ Y COLOR DEFINICIONES ILUMINACION 18 04/06/2014 LUZ Y COLOR DEFINICIONES LUMINANCIA INTENSIDAD LUMINOSA EMITIDA EN UNA DIRECCION DADA POR UNA SUPERFICIE LUMINOSA O ILUMINADA (EFECTO BRILLO QUE UNA SUPERFICIE PRODUCE EN EL OJO). SU DETERMINACION SE TIENE EN CUENTA PARA EL EFECTO DE DESLUMBRAMIENTO (ó vulgarmente ENCANDILAMIENTO) SIMBOLO UNIDAD L ( Cd por m2) L= I S x cos L I LUMINANCIA ANGULO INCIDENCIA ENTRE SUPERFICIE Y DIRECCION DE OBSERVACION S SUPERFICIE EN “m2” INTENSIDAD LUMINOSA “Cd” LUZ Y COLOR DEFINICIONES LUMINANCIA 19 04/06/2014 LUZ Y COLOR DEFINICIONES CONTRASTE • SE DETERMINA POR DIFERENCIAS ENTRE LUMINANCIAS DE DISTINTOS OBJETOS. • SIRVEN PARA MEJORAR SITUACIONES LUMINOTECNICAS. POR EJ. USO EN SEMAFOROS, SEÑALIZACIONES, ETC C CONTRASTE Lo LUMINANCIA DEL OBJETO Lf LUMINANCIA DEL FONDO C= Lo - Lf Lf LUZ Y COLOR DEFINICIONES EFICIENCIA LUMINICA RELACION QUE HAY ENTRE EL FLUJO LUMINOSO APORTADO POR UNA LAMPARA Y LA CANTIDAD DE POTENCIA CONSUMIDA POR LA MISMA. EJEMPLO: INCANDESCENTES = 10 A 15% FLUORESCENTES = 55 A 95% CON EL TIEMPO, SE PRODUCE DEFICIENCIA A CAUSA DE: AGOTAMIENTO VIDA UTIL LAMPARA FALTA DE MANTENIMIENTO 20 04/06/2014 LUZ Y COLOR BIBLIOGRAFIA CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO Y METODOS DE CALCULO DE ILUMINACION ARQ. BASCHUK Y VAIMBERG 628.97 B294 MANUAL DE LUMINOTECNIA ‐ OSRAM 628.9 T11 MANUAL DE LUMINOTECNIA – WESTINGHOUSE 628.9 W52 3a.ed. ILUMINACION NATURAL‐ CARLOS SAVIOLI 628.92 S 516 INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICIOS – NESTOR QUADRI 696.6 Q1 11 ed. CARLOS LAZLO – MANUAL DE LUMINOTECNIA PARA INTERIORES http://www.laszlo.com.ar FIN 21