diseño luminoso capítulo i

7/21/2019 Diseño Luminoso Capítulo I

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UEESUniversidad de Especialidades Espíritu Santoiseño Luminoso

Capítulo I

Naturaleza de la Luz




aturaleza de la Luz

Newton, principal arquitecto del modelo corpuscular dela luz, afrmaba que éstas eran emitidas por una uenteluminosa y que estimulaban el sentido de la vista al

entrar en los ojos del observador !on esta idea pudoe"plicar la re#e"i$n y la reracci$n

Los principales proponentes de la teor%a ondulatoria dela luz ueron !&ristian 'uy(ens y )obert 'oo*eUtilizando su propia teor%a de la propa(aci$n de lasondas, 'uy(ens ue capaz de e"plicar la re#e"i$n y lareracci$n suponiendo que la luz viaja m+s lentamenteen el vidrio o el a(ua que en el aire

Newton se dio cuenta de lasventajas de la teor%a ondulatoriade la luz, particularmente porquee"plicaba los colores ormados por

pel%culas del(adas, que &ab%aestudiado a ondo No obstante,rec&az$ la teor%a ondulatoriadebido a la aparente propa(aci$nrectil%nea de la luz En su época nose &ab%a observado an la

diracci$n, desviaci$n del &azluminoso que permite rodearobst+culos




La teor%a corpuscular de la luz de Newton ueaceptada durante m+s de un si(lo Lue(o, en -./-, 0&omas 1oun( revitaliz$ la teor%a ondulatoria de laluz 2ue uno de los primeros en introducir la idea de

intererencia como un en$meno ondulatorio que sepresentaba tanto en la luz como en el sonido Susobservaciones de las intererencias obtenidas con laluz ueron una clara demostraci$n de su naturalezaondulatoria Sin embar(o, el trabajo de 1oun( no ueconocido por la comunidad cient%fca durante m+s de

diez a3osEn defnitiva, la teor%a moderna de la mec+nica cu+ntica de la radiaci$nluminosa acepta el &ec&o de que la luz parece tener una doblenaturaleza4 por un lado, los en$menos de propa(aci$n de la luzencuentran mejor e"plicaci$n dentro de la teor%a electroma(nética deMaxwell 5naturaleza undamental ondulatoria electroma(nética6, y porotro, la acci$n mutua entre la luz y la materia, en los procesos de

absorci$n y emisi$n, es un en$meno otoeléctrico 5naturalezacorpuscular6




aracterísticas de las ondas

Longitud de Onda :

Se defne como la distancia recorrida por la onda en un periodo. En unaonda transversal se puede defnir como la distancia entre dos máximos

consecutivos o entre otros dos puntos cualesquiera que se encuentrenen la misma ase.Este par+metro queda determinado mediante el producto de lavelocidad de propa(aci$n , por el tiempo que tarda en realizar un ciclo 8




Se defne como el nmero de periodos que tienen lu(ar en la unidad de

tiempo!omo el periodo es inverso de la recuencia8

1 por consi(uiente, la recuencia es directamente proporcional a lavelocidad de propagación, e inversamente proporcional a la longitud deonda

La lon(itud de onda disminuye con el aumento de la recuencia

Frecuencia




elocidad de propagación ():

La velocidad de propa(aci$n depende del tipo de onda, de la elasticidaddel medio y de su ri(idez Si el medio es &omo(éneo e is$tropo, la

velocidad de propa(aci$n es la misma en todas las direcciones

9or ejemplo, la velocidad de propa(aci$n del sonido en el aire, a , esde , mientras que la velocidad de propa(aci$n de las ondaselectromagnéticas en el vac%o es de

La ecuaci$n undamental que relaciona la velocidad de propa(aci$ncon la lon(itud y recuencia de la onda es8




spectro de frecuencias

:ado que las radiaciones electroma(néticasson de la misma naturaleza y todas sepropa(an en el vac%o a la misma velocidad

las caracter%sticas que las dierencia es sulongitud de onda, por tanto su recuenciatambiénEl ojo &umano es sensible a la radiaci$nelectroma(nética con lon(itudes de ondacomprendidas entre y , mar(en que sedenomina luz visible Las lon(itudes de onda

m+s cortas del espectro visible correspondena la luz violeta y la m+s lar(a a la luz roja, yentre estos e"tremos se encuentran todos loscolores del arco iris Las ondaselectroma(néticas con lon(itudes de ondali(eramente ineriores a las de la luz visible

se denominan rayos ultravioleta, y las queposeen lon(itudes de onda li(eramentesuperiores, se conocen como ondasinrarrojas

Entre las radiaciones electroma(néticasdebemos incluir los )ayos ;amma, )ayos <,)adiaci$n Ultravioleta, Luz, )ayos =nrarrojos,>icroondas, ?ndas de )adio y otrasradiaciones




l Proceso de la Visión

@ El ojo recibe la ener(%a luminosa y la transorma en im+(enes que sonenviadas al cerebro para su interpretaci$n

9ara que se realice el proceso de la iluminaci$n, como acci$n y eecto deiluminar y ver, se requieren tres a(entes8

- La uente productora de luz o radiaci$n luminosaA Un objeto a iluminar que necesitamos que sea visible

Foración de i!genesEl campo visual del &ombre est+ limitado por un +n(ulo de unos ensentido vertical y de unos en sentido &orizontal

:e los objetos iluminados o con luz propia situados en el campo devisual parten rayos luminosos que atraviesan la c$rnea y el &umor

acuoso El iris, mediante la abertura de la pupila, controla la cantidad deluz que se reracta a través del cristalino para incidir en la retina,donde el pi(mento otosensible de los otorreceptores la re(istran enim+(enes invertidas y muc&o m+s peque3as de lo natural, al i(ual queocurre en la c+mara oto(r+fca Una vez recibidas y ormadas lasim+(enes en la retina, a través del nervio $ptico, son enviados al

cerebro, que se encar(a de interpretarlas y rectifcar su posici$n




"ensi#ilidad

Las radiaciones de lon(itud de onda comprendidas entre 5ultravioleta6y 5inrarrojos6 son transormadas por el ojo en luz. 2uera de esta (amael ojo no ve, es cie(o y no percibe nada

La luz blanca del medio d%a soleado es suma de todas las lon(itudes deonda del espectro visible




$coodación

Es la capacidad que tiene el ojo para ajustarse autom+ticamente a lasdierentes distancias de los objetos, y obtener de esta orma im+(enesn%tidas en la retina

Contraste9ara niveles de iluminaci$n sufcientemente elevados, el ojo normal essensible a los colores, mientras que para bajos niveles de iluminaci$nlos objetos son percibidos undamentalmente por el contraste deluminancias que presentan con relaci$n al ondo La dierencia deluminancia entre objeto que se observa y su espacio inmediato, es loque se conoce por contraste.

$daptación

Es la capacidad que tiene el ojo para ajustarse autom+ticamente a lasdierentes iluminaciones de los objetos !onsiste en el ajuste deltama3o de la pupila para que la luminancia proyectada en la retina sea

de un valor tolerable por las células sensibles

Se llama luminanciao rillo otométrico ala luz procedente delos o!etos.




%eslu#raiento

Es un en$meno de la visi$n que produce molestia o disminuci$n en lacapacidad para distin(uir objetos, o ambas cosas a la vez, debido a unainadecuada distribuci$n o escalonamiento de luminancias, o comoconsecuencia de contrastes e"cesivos en el espacio o en el tiempo

Una super&cie ate dispersa muc&o la luz re#ejada y apenas seaprecian re#ejos 9or tanto las superfcies que no sean completamentemates dan lu(ar, por re#e"i$n de la luz, a im+(enes m+s o menos netasde los ocos luminosos




opiedades 'pticas de la ateria

!uando un rayo de luz se propa(a por un medio y alcanza el l%mite que losepara de un se(undo medio, puede suceder, que retorne al primero

"re#exión$, o que lo atraviese y que in(rese al se(undo medio dondeparte se convertir+ en otra orma de ener(%a "asorción$ y parte nocambiar+ "transmisión$. 0odos estos en$menos pueden ocurrir demanera simultanea, por tanto la ener(%a incidente debe ser i(ual a lasuma de las ener(%as transmitida, absorbida y re#ejada

re#exión transmisión

Se denomina asorción a la transormaci$n de la ener(%a radiante enotra orma de ener(%a, (eneralmente en orma de calor




Bl pasar de un medio a otro, el rayo de luz puede cambiar su direcci$n:ic&o cambio, se produce por una alteraci$n en la velocidad de la luzLa misma disminuye si la densidad del nuevo medio es mayor, yaumenta si es menor Este cambio de velocidad y de direcci$n se

denomina refracción.




El Color

Las sensaciones luminosas o im+(enes que se producen en nuestraretina, al enviarlas al cerebro, son interpretadas como un conjunto desensaciones monocrom+ticas que constituyen el color de la luz El sentido

de la vista no analiza individualmente cada radiaci$n o sensaci$ncrom+tica B cada radiaci$n le corresponde una denominaci$n de color,se(n la clasifcaci$n del espectro de recuencias2ue %ewton el primero en descubrir la descomposici$n de la luz blancaen el conjunto de colores que orma el arco iris Bl &acer pasar un &az deluz blanca a través de un prisma obtuvo el eecto que se muestra8




La evaluaci$n subjetiva de las superfcies de los objetos, tal y como sonpercibidas por el ojo, se interpretan en unci$n de los atributos ocualidades del color Cstas son8

c) Pureza o saturación: La proporci$n en que un color est+ mezcladocon el blanco 'ace reerencia a la pureza espectral

a) Claridad o esplendor: )adiaci$n luminosa que recibimos se(n la

iluminancia que posea el objeto Un objeto es m+s claro cuanto m+s sealeja su color del ne(ro en la escala de (rises 'ace reerencia a laintensidadb) Tono o matiz: Nombre comn del color 5rojo, amarillo, verde,etc6 'ace reerencia a la lon(itud de onda




eperatura del Color

Una orma de describir una uente luminosa es indicar qué temperaturade color tiene Bs%, por ejemplo, si indicamos que cierta l+mpara tieneuna temperatura de color de , queremos decir que emite el mismo tono

de luz que emitir%a un cuerpo ne(ro calentado a esa temperatura

!omo se ve, se e"presa en (rados Delvin 5D6 y da inormaci$n sobre lastonalidades de la luz Si nos fjamos en la propia naturaleza, la luzdiurna pasa por una (ama infnita de tonalidades a lo lar(o del d%a8 losr%os rayos luminosos del amanecer, la luz brillante del mediod%a, elc+lido resplandor de la puesta de sol, etc




gnitudes Fundaentales de Luinotecnia*

9ara que e"ista iluminaci$n, es preciso contar con una uenteproductora de luz, unobjeto que iluminar y un observador Ser+ necesario conocer y defnirlas ma(nitudessi(uientes8Flu+o luinoso (L,en)*

Es la cantidad total de luzradiada o emitida por unauente luminosa en todas las

direcciones durante unse(undo Se representa porla letra (rie(a f Su unidades el Lumen




!uando encendemos unal+mpara, no toda la ener(%atransormada es aprovec&ada

para la producci$n de luz visible,ya que (ran parte se pierde encalor y en radiaciones novisibles Si partimos de la basede que la l+mpara est+consumiendo una ener(%a para

producir un #ujo luminoso

ndiiento luinoso (Luen./atio)

Se denominar+ rendimiento oefcacia luminosa al #ujo queemite una uente luminosa 5unal+mpara en el caso que nosocupa6 por cada unidad depotencia eléctrica consumidapara su obtenci$nEl rendimiento se representa porla letra (rie(a eta 5F6 y suunidad es el La e"presi$n delrendimiento luminoso vienedado por la $rmula8

:onde8




tensidad luinosa (candela)

La intensidad luminosa es la cantidad de luz emitida o radiada por unauente luminosa durante un se(undo, en una direcci$n dada y para un+n(ulo s$lido de valor un estereorradi+n Se representa por la letra . Su

unidad es la candela

Un +n(ulo s$lido se defne como elvolumen ormado por la superfcielateral de un cono cuyo vérticecoincide con el centro de unaesera de radio y cuya base se

encuentra situada sobre lasuperfcie de la esera Si el radior vale - m y la superfcie S de labase del cono es de , el +n(ulos$lido vale un estereorradi+n

La intensidad luminosa de una

uente se calcula mediante lae"presi$n8




Iluinancia (lu0)

La iluminancia o nivel de iluminaci$n de unasuperfcie es la relación entre el #u!o luminosoque recie la superfcie & su área. Se simboliza

por la letra , y su unidad es el La $rmula quee"presa la iluminancia es8

:onde8

Se deduce de la $rmula que cuanto mayor seael #ujo luminoso incidente sobre una superfcie,mayor ser+ su iluminancia, y que, para unmismo #ujo luminoso incidente, la iluminanciaser+ tanto mayor en la medida en quedisminuya la superfcieSe(n el S=, el lu" se defne como lailuminancia de una superfcie que recie un #u!oluminoso de un lumen, repartido sore un metrocuadrado de superfcie.




Luinancia ()

La luminancia es la intensidadluminosa por unidad de superfcieaparente de una uente de luz

primaria o secundaria 5que emite luz oque re#eja6

Se representa por la letra . Su unidades 56, y viene dada por la e"presi$n8

Siendo8

'ngulo que orma el plano normal iluminado, con la pro&ección visual deloservador

Es la ma(nitud que mide el brillo delos objetos iluminados o uentes deluz, tal como son observados por elojo &umano Si tenemos dos objetos

i(ualmente iluminados, veremos conmayor claridad el que mayorluminancia ten(a




uen de agnitudes de luinotecnia*




in/ersa del cuadrado de la distancia

!uando tenemos una superfcie perpendicular a la direcci$n del &azluminoso producido por una uente luminosa, se demuestra la si(uienteley8

El nivel de iluminaci$n o iluminancia de la superfcie es menor se(n sealeja del oco luminoso, de orma que el nivel de iluminaci$n en dic&asuperfcie es directamente proporcional a la intensidad luminosa del ocoe inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que lo separa deeste




Le1 del coseno

En el caso anterior la superfcie estaba situada perpendicularmente a ladirecci$n de los rayos luminosos, pero cuando orma con ésta undeterminado +n(ulo , la órmula de la le& de la inversa del cuadrado de

la distancia &ay que multiplicarla por el coseno del +n(ulocorrespondiente cuya e"presi$n constituye la llamada le& del coseno, quese e"presa como8

nsiderando el caso de la f(ura tenemos dos uentes8

9ara 8

9ara 8



UEESU i id d d E i lid d E í it S tiseño Luminoso

LLE-: CON$IN$CI'N L23NIC$

- !onceptualice8

B !ontaminaci$n Lum%nica

G Blumbrado Sostenible

A )esuma los criterios para8

Evaluar los da3os que puede producir la contaminaci$n lum%nica

G =nstalaciones efcientes y sostenibles

e tecnolo(%as se est+n utilizando para los alumbrados y cuales son sus eectos8

@ )esuma8

e aplican las normativas establecidas para un dise3o sostenibleI8

J Kaloraci$n !r%tica8

na valoraci$n cr%tica del art%culo en estudio 9lantee sus propias su(erencias8

diseño luminoso capítulo i

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