Fuentes de luz y equipos auxiliares
Características generales de las fuentes de luz
La fuentes de luz y las luminarias son los elementos más importantes en un proyecto de iluminación. Una buena elección del conjunto influye en la correcta iluminación del espacio, disminución de contaminación lumínica, y ahorro en mantenimiento entre otras. Actualmente en el mercado existe una gran variedad de lámparas. En este apartado se va a describir la máxima variedad de modelos de lámparas y sus características aunque es difícil generalizar debido al amplio abanico de fabricantes.
Eficacia luminosa
Cuando se enciende una lámpara no se transforma toda la energía en luz sino que una parte de esa energía se pierde en formas de calor o radiaciones no visibles.
La eficacia luminosa o rendimiento luminoso se define como la cantidad flujo luminoso emitido por una lámpara por cada unidad de potencia eléctrica que consumida. Se expresa en lm/W y su símbolo es η
Empíricamente se ha comprobado que para obtener el máximo rendimiento la lámpara debería emitir todas las radiaciones en una longitud de onda monocromática de 555nm por vatio consumido. Y en ese caso el valor del rendimiento sería de 683 [lm/W].
Este valor no es ideal porque todas las fuentes de luz tienen pérdidas, por lo que su rendimiento está por debajo de ese valor.
Este valor no es ideal porque todas las fuentes de luz tienen pérdidas, por lo que su rendimiento está por debajo de ese valor.
Imagen 1 - Eficacia Luminosa
El rendimiento luminoso tiene la fórmula:
Donde:
Distribución espectral
La distribución espectral representa la cantidad de energía radiada que emite la fuente de luz en las diferentes áreas visibles del espectro.
Con los gráficos de la distribución espectral se obtiene información acerca de la respuesta de color que se obtendrá con una determinada fuente de luz.
La distribución espectral de las siguientes imagenes corresponden a:
a) lámpara incandescente, su distribución es continua, emite en todas las radiaciones del espectro.
b) lámpara fluorescentes, su distribución es escalonada, no emite en todas las radiaciones del espectro.
c) lámpara de vapor de sodio alta presión, su distribución también es discontinua como consecuencia habrá colores que no reproduzca.
Imagen 2 - Distribución espectral (Fuente: OSRAM)
Temperatura del color
La temperatura del color mide el grado de calidez o frialdad que reproduce una fuente de luz. Se expresa en grados Kelvin [K].
Del mismo modo que un metal cambia de color a medida que aumenta su temperatura, para calcular la temperatura de color se calentó un cuerpo negro, teóricamente radia toda la energía que recibe, a distintas temperaturas y se obteniendo la curva de la Imagen 3. representada sobre el diagrama cromático de la CIE.
De manera que la temperatura de color de una fuente de luz será la temperatura del cuerpo negro cuando la sensación al ojo de la radiación luminosa de ambos es parecida. Por ejemplo una lámpara que tenga una temperatura de color de 3000 K, significa que emite la misma radiación que emitiría el cuerpo negro calentado a esa temperatura.
De manera que la temperatura de color de una fuente de luz será la temperatura del cuerpo negro cuando la sensación al ojo de la radiación luminosa de ambos es parecida. Por ejemplo una lámpara que tenga una temperatura de color de 3000 K, significa que emite la misma radiación que emitiría el cuerpo negro calentado a esa temperatura.
La temperatura del color no es una medida de temperatura real. Define el color de una fuente de luz solo si se asemeja al color del cuerpo negro.
Imagen 3 - Temperatura del color
Generalmente, la temperatura de color se asemeja también a la apariencia que proporciona la fuente de luz. La relación entre apariencia y temperatura se define en la tabla siguiente:
| Grupo de apariencia de color | Apariencia de color | Temperatura de color (K) |
|---|---|---|
| 1 | Cálida | 3.300 |
| 2 | Intermedio | Entre 3.300 - 5.300 |
| 3 | Frío | >5.300 |
Tabla 1 - Índices de reproducción cromáticos
La temperatura de color influye sobre dos aspectos principalmente, la sensación creada en el ambiente que puede ser de confort o disconfort, y la distorsión del color. Por estos motivos, la temperatura de color está relacionada con el nivel de iluminación. La relación entre Tc e iluminancia se encuentra en las curvas de Kruithof.
Mediante observaciones empíricas se definió una curva de bienestar, donde se representa la influencia psicológica de la temperatura de color sobre el nivel de iluminación. La curva de la Imagen4 muestra como para temperaturas de color elevadas, el nivel de iluminancia también debe ser elevado para conseguir sensación de confort. Aunque es posible la sensación de confort cuando el nivel de iluminación es bajo, si la temperatura de color también lo es.
Mediante observaciones empíricas se definió una curva de bienestar, donde se representa la influencia psicológica de la temperatura de color sobre el nivel de iluminación. La curva de la Imagen4 muestra como para temperaturas de color elevadas, el nivel de iluminancia también debe ser elevado para conseguir sensación de confort. Aunque es posible la sensación de confort cuando el nivel de iluminación es bajo, si la temperatura de color también lo es.
Por ejemplo, para fuentes de luz de temperaturas de color bajas, aproximadamente 2500K, existirá sensación de confort si el nivel de iluminación está en el rango entre 50-100 lux. En cualquier caso, en la curva se observa que las fuentes de luz de temperatura de color elevada, tienen mejor predisposición a crear un ambiente de confort.
La sensacion de disconfort se encuentra para temperaturas de color bajas y nivel de iluminación elevado, en estos casos, se crea un ambiente luminoso irreal, con distorsión del color y un ambiente demasiado cálido. O cuando la temperatura de color es elevada, pero la iluminancia es baja que entonces se crea un ambiente frío y oscuro.
La sensacion de disconfort se encuentra para temperaturas de color bajas y nivel de iluminación elevado, en estos casos, se crea un ambiente luminoso irreal, con distorsión del color y un ambiente demasiado cálido. O cuando la temperatura de color es elevada, pero la iluminancia es baja que entonces se crea un ambiente frío y oscuro.
Imagen 4 - Curva de Kruithof (Fuente: OSRAM)
Índice de reproducción cromática (IRC)
El IRC es la capacidad de la fuente de luz para reproducir fielmente el color, comparándola con un patrón de referencia.
El índice de reproduccion cromática se mide como IRC o Ra. Cuando las propiedades de reproducción cromática de la fuente de luz y las del cuerpo negro son las mismas el IRC tiene el valor máximo que es 100. Conforme disminuye el valor del IRC tambien disminuye la veracidad del color que se observa.
Normalmente, cuanto mayor es el IRC de una lámpara menor es el rendimiento luminoso. Por lo tanto, en cuanto a la elección de las lámparas, en primer lugar se deben fijarán los mínimos necesario de IRC y en segundo lugar se elegirán las lámparas, que cumplan ese IRC, con el máximo rendimiento.
Los índices de reproducción cromático están divididos en grupos:
| Grado | Índice (IRC) | Nivel de reproducción |
|---|---|---|
| 1A | 90 a 100 | Excelente |
| 1B | 80 a 89 | Muy bueno |
| 2A | 70 a 79 | Bueno |
| 2B | 60 a 69 | Moderado |
| 3 | 40 a 59 | Regular |
| 4 | Inferior a 40 | Bajo |
Tabla 2 - Índices de reproducción cromáticos
Por ejemplo, es muy distinto el IRC necesario en una tienda de ropa que una carretera.
Imagen 5 - Comparación IRC
Aunque el IRC es un parámetro independiente de la temperatura del color, ambos parámetros son necesarios para definir la calidad cromática de la fuente de luz.
| Fuente luminosa | Temperatura de color (K) | IRC |
|---|---|---|
| Cielo azul | 10.000 a 30.000 | 85 a 100 |
| Cielo nublado | 7.000 | 85 a 100 |
| Luz solar día | 6.000 | 85 a 100 |
| Lámpara de descarga de sodio | 2.900 | menos de 40 |
| Lámpara incandescente normal | 2.400 - 2.900 | 100 |
| Lámpara incandescente halógena | 3.100 - 3.200 | 100 |
| Flurescentes | 2.700-7.200 | 52 - 95 |
| Vapor de mercurio alta presión | 4.000 - 5.000 | 40 - 60 |
| Vapor de mercurio halogenuros metálicos | 4.000 - 6.000 | 70 - 90 |
| Vapor de sodio baja presión | 1.800 | 1 |
| Vapor de sodio alta presión | 1.900 - 2.200 | 25 - 70 |
| Llama de vela | 1.800 | 46 a 69 |
Tabla 3 - Índices de reproducción cromáticos
Tiempo de encendido
El tiempo de encendido es el tiempo necesario de las lámparas para llegar al nivel estable de flujo luminoso, arrancando en frío. Se expresa en minutos o segundos. No todas las lámparas necesitan un tiempo de encendido, por ejemplo las lámparas de incandescencia llegan a pleno rendimiento en el mimso momento de encendido, en cambio las lámparas de descarga e inducción necesitan un tiempo para llegar al máximo.
Tiempo de reencendido
El tiempo de reencendido es el tiempo necesario, en las lámparas de descarga, que existe entre el enfriamiento de la lámpara y su posterior encendido.
Depreciación Luminosa
La depreciación luminosa es la disminución del flujo luminoso emitido por una lámpara a lo largo de su vida útil.
Se puede expresar en % del flujo inicial o de manera gráfica en Horas/Flujo como se observa en la Imagen 6.
Imagen 6 - Curva depreciación luminosa de una lámpara incandescente (Fuente: PHILIPS)
La Tabla 7 muestra la vida nominal de distintas lámparas y el porcentaje de depreciación luminosa cuando está al 50% y 100% de la vida nominal.
Tabla 4 - Vida nominal y depreciación luminosa para distintos tipos de lámparas (Fuente: Narendran et al., 2000)
Vida media
La vida media se define como el número de horas de funcionamiento para el que han fallado el 50% de las lámparas analizadas trabajando en unas condiciones determinadas.
Vida útil
La vida útil de una lámpara se define como el número de horas de funcionamiento antes de sufrir una depreciación del 30%. Este parámetro se utiliza para establecer las fechas en las que se deben sustituir las lámparas, porque llegados al fin de la vida úitl de la lámpara, es más económico cambiar las lámparas a mantenerlas.
Vida individual
La vida individual se define como el tiempo transcurrido, en horas, hasta que la lámpara deja de funcionar, en unas condiciones específicas.
Vida nominal
La vida nominal indica el número de horas de funcionamiento de la lámpara en condiciones normales.
Desviación de la tensión nominal
Cualquier desviación que se produzca sobre la tensión nominal afecta negativamente a la lámpara, produciendo un envejecimiento prematuro de la lámpara o un exceso de consumo.
La curva de la Imagen 8 muestra como al aumentar el valor de la tensión, aumenta el rendimiento luminoso pero disminuye la vida útil de la lámpara.
Imagen 7 - Desviación de la tensión de alimentación de una lámpara incandescente (Fuente: Juan Guasch Farrás)
Temperatura ambiente
Las lámparas están diseñadas para funcionar a temperaturas comprendidas entre -30ºC y 50ºC. Pero depende del tipo de fuente y luminaria el valor de la temperatura ambiente óptimo para no deteriorar la lámpara.
Número de encendidos
El número de encendidos es el número de veces que se enciende una lámpara y afecta principalmente a la vida de las lámparas de descarga.
Posición de funcionamiento
Las características de las lámparas en función de su posición las define el fabricante. Una posición equivocada influye negativamente sobre el flujo lumínico y su vida útil
La posición de funcionamiento puede estar definida con un dibujo, como el de la imagen 8 o indicado como por ejemplo p20 que significa paralelo +/- 20º u Horizontal.
La posición de funcionamiento puede estar definida con un dibujo, como el de la imagen 8 o indicado como por ejemplo p20 que significa paralelo +/- 20º u Horizontal.
Imagen 8 - Posicion Funcionamiento (Fuente: McGraw-Hill)
Tipologia y Nomenclatura casquillos
Los casquillos tienen la función de establecer la conexión eléctrica a través del portalámparas, que es el soporte que fijala lámpara a la luminaria
El material depende de los requisitos térmicos y mecánicos de las lámparasm pero normalmente son de latón, aluminio o níquel.
Existen una gran variedad de casquillos, necesaria para adaptarse a las características propias de la lámpara, tensión de red, potencia, etc.. La nomenclatura utilizada en los casquillos describe las características propias del casquillo. Normalmente está compuesta por tres caracteres:
- El primero corresponde con el tipo de casquillos que se utiliza. Por ejemplo:
- E corresponde al casquillo tipo Edison. Sistema de rosca elevado y poca profundidad. La lámpara queda anclada con pocos giros y es capaz de soportar el peso de la lámpara.
- B o BA corresponde al casquillo tipo Bayoneta o Swan. Sistema que fija la lámpara al casquillo mediante un muelle que fija la lámpara al girar 18º aproximadamente.
- G corresponde al casquillo conocido como Bi-pin. Sistema que ancla la lámpara por medio de los dos pin que tiene el casquillo y que se introducen en el portalamparas.
- R corresponde al dole casquillo. Sistema para lámparas horizontales con doble casquillo para anclar la lámpara por ambos lados.
- X el casquillo está reforzado.
- U tiene protección de emisión calorífica trasera.
- Z especial para lámparas de alta emisión calorífica trasera.
Cuando el primer carácter de la nomenclatura es seguido por otra consonante significa que:
- El segundo indica el diámetro del portalámparas en mm
- El tercero indica el número de contactos donde:
- s corresponde a contacto sencillo.
- d corresponde a contacto doble.
- q corresponde a contacto cuádruple.
De modo que un casquillo del tipo GX16d corresponde a un casquillo bi-pin reforzado de 16 mm con doble contacto. Y un casquillo E27 corresponde a un casquillo de rosca Edison de 27 mm. En la Imagen 9 se muestra una gran variedad de tipos de casquillo. Cada fuente de luz utilizará unos tipos de casquillo determinados como se desbribirá en la descripción de las tipologias de las fuentes de luz.
Imagen 9 - Nomenclatura Casquillos (Fuente: LIF (Lighting Industry Federation Limited))
Principio Físico de las fuentes de luz
Para conseguir luz artificial debe existir una transformación de energía eléctrica a energía radiante. Los dos métodos de transformación más utilizados son: la termorradiación y la luminiscencia.
Un ejemplo de termorradiación natural es la luz que proporcionan el Sol y las estrellas. De manera artificial la termorradiación se basa en la radiación de luz por parte de un cuerpo caliente. Se puede conseguir por combustión de una sustancia sólida, líquida o gasosa, como por ejemplo una antorcha o una lámpara de aceite. O también se puede conseguir haciendo pasar corriente eléctrica a través de un hilo conductor que alcance temperaturas tan elevadas que emitan radiaciones en el espectro visible por el ojo. A este sistema pertenecen las fuentes de luz incandescentes.
La termorradiación también proporciona una gran radiación térmica. Este aspecto puede ser muy negativo si se quiere iluminar un espacio cerrado sin ventilación y no se hace uso de luminarias que ayuden a ventilar dicho calor.
La termorradiación también proporciona una gran radiación térmica. Este aspecto puede ser muy negativo si se quiere iluminar un espacio cerrado sin ventilación y no se hace uso de luminarias que ayuden a ventilar dicho calor.
Dentro del principio de la luminiscencia la luz se puede obtener por bioluminiscencia, catoluminiscencia, fotoluminiscencia, etc. Pero muchas de ellas tienen un rendimiento tan bajo que no es rentable su uso. El procedimiento más utilizado es el de la electrolumiscencia.
La electroluminiscencia se basa en el paso de corriente eléctrica a través de las moléculas de un gas de relleno o un material sólido. Las lámparas de descarga y los LEDs proporcionan luz por este procedimiento.
La electroluminiscencia se basa en el paso de corriente eléctrica a través de las moléculas de un gas de relleno o un material sólido. Las lámparas de descarga y los LEDs proporcionan luz por este procedimiento.
La Imagen 10 muestra un cuadro con la relación entre los agentes físicos naturales y artificiales que intervienen en la producción de luz.
Fundamentos de Iluminación
La visión
El ojo es el órgano encargado del sentido de la vista que junto al cerebro y la luz permite al ser humano ver luz y color en su vida cotidiana.
El ojo humano está compuesto por elementos externos tales como el párpado, las cejas y las pestañas cuya función es proteger al ojo de los agentes externos, polvo, sudor, excesos de iluminación, etc.
Además tiene un mecanismo de autolimpieza constante producido por las glándulas lacrimales, también conocidas como lágrimas, que gracias al parpadeo, se distribuyen por toda la superficie del globo ocular.
Además tiene un mecanismo de autolimpieza constante producido por las glándulas lacrimales, también conocidas como lágrimas, que gracias al parpadeo, se distribuyen por toda la superficie del globo ocular.
Imagen 1- El ojo humano (Fuente: Microsoft)
Los elementos internos que componen principalmente el ojo son:
- Esclerótica: es la membrana más externa del ojo, es dura y resistente, de color blanco.
- Coroides: es la segunda membrana del ojo, encargada de dar opacidad a la esclerótica y absorber las radiaciones visibles.
- Córnea: es la membrana transparente que cubre la esclerótica, encargada de recibir y transmitir las impresiones visuales.
- Cristalino: lente biconvexa elástica, incolora y trasparente ubicada detrás del iris. En función de la distancia a la que se hallan los objetos varia su curvatura para enfocar. Los músculos encargados de este movimiento son los músculos cirilares.
- Humor acuoso: líquido transparente, formado mayormente por agua ubicado entre la córnea y el iris, encargado de nutrir y mantener la forma de la a la presión que ejerce entre los dos.
- Iris: Membrana circular pigmentada situada detrás de la córnea, encargada de controlar el flujo lumínico que pasaal cristalino.
- Pupila: Orificio circular situado en el centro del iris por donde pasan los rayos de luz. Está controlada por el iris, que dependiendo del flujo luminoso del entorno, puede contraerse (miosis) o dilatarse (midrasis)
- Humor vítreo: masa transparente y gelatinosa, compuesta mayormente por agua, que rellena la cavidad que hay entre el cristalino y la retina.
- Punto ciego: punto de unión entre la retina y el nervio óptico. Es un punto insensible a la luz ya que no posee ninguna célula fotoreceptora.
-Nervio óptico: nervio encargado de conducir las imágenes desde la retina al cerebro.
- Retina: es la parte sensible interna posterior del ojo, donde se produce la transformación de las luminancias en estímulos nerviosos. La retina está compuesta por células fotosensibles que hacen la posible la conversión, son los bastones y los conos.
- Fóvea: es una hendidura poco profunda, situada en la parte posterior de la retina formada solamente por conos. Esta área está situada justo en el centro del campo visual, se considera el área de mayor agudeza y mejor visión.
- Músculo ciliar músculo encargado de modificar la curvatura de la lente para justar la visión.
La Imagen 2 muesta una sección de la retina, donde se observan los dos tipos de células fotosensibles que regulan los efectos visuales, nombradas anteriormente conos y bastones.
Imagen 2 - Conos y bastones (Fuente: Manual de iluminación INDAL)
Existen más de 100 millones de bastones, estas células están situadas fuera de la fóvea y más concentrados en la periferia. Son muy sensibles a la luz y al movimiento, pero todo lo contrario al color.
Existen entorno a 4 millones de conos. Estas células están situados principalmente en la fóvea. Son muy sensibles al color pero para ello requieren un gran flujo lumínico.
Son estas células las encargadas de que durante la visión diurna, también conocida como visión fotópica, se distingan los objetos con mayor precisión y detalle, además de percibir los colores.
Son estas células las encargadas de que durante la visión diurna, también conocida como visión fotópica, se distingan los objetos con mayor precisión y detalle, además de percibir los colores.
En el año 1998 se descubrió un nuevo tipo fotoreceptor, las células ganglionares retinales de melanopsina fotosensibles (pRGC, de las siglas en inglés). Detectan la intensidad y longitud de onda de la luz. La información llega a la retina y se transmite directamente a la zona del cerebro responsable del ritmo circadiano, es decir, el reloj biológico.
Estas nuevas células favorecen o disminuyen la segregación de melatonina, hormona responsable informar a los órganos humanos cuando es de día y cuando es de noche y de este modo regular el ciclo biológico interno.
La Imagen 3 muestra como durante las horas de noche, la curva de la melatonina es elevada porque existe una segregación constante de dicha hormona. En cambio, por la mañana cuando empieza a salir el Sol, disminuye la segreación y se reduce la sensación de sueño.
Las hormonas de cortisol o también conocida como hormona del "estrés" aumenta la glucosa del cuerpo y produce energía en el cuerpo para poder realizar las actividades diarias.
Las hormonas de cortisol o también conocida como hormona del "estrés" aumenta la glucosa del cuerpo y produce energía en el cuerpo para poder realizar las actividades diarias.
Es importante que los ritmos corporales no se alteren demasiado para prevenir enfermedades o transtornos. En cualquier caso, la luz brillante de la mañana ayuda a recuperar el ritmo normal.
Imagen 3 - Ciclo melatonina (Fuente: Juan Antonio Madrid)
Funcionamiento del Ojo
La función del ojo consiste en traducir los estímulos luminosos del entorno en impulsos nerviosos que llegan al cerebro.
Los rayos luminosos atraviesan la córnea y el humor acuoso y el iris filtra la luz que llega al cristalino. La lente del cristalino forma en la retina una imagen invertida y de menor tamaño Es en la retina, donde los conos y los bastones reciben la luz y mediante reacciones químicas transforman la energía en impulsos eléctricos que envían la información a través del nervio óptico hasta el cerebro, donde se recompone la imagen tal y como se conoce.
Los rayos luminosos atraviesan la córnea y el humor acuoso y el iris filtra la luz que llega al cristalino. La lente del cristalino forma en la retina una imagen invertida y de menor tamaño Es en la retina, donde los conos y los bastones reciben la luz y mediante reacciones químicas transforman la energía en impulsos eléctricos que envían la información a través del nervio óptico hasta el cerebro, donde se recompone la imagen tal y como se conoce.
Imagen 4 - Funcionamiento del ojo
Capacidades visuales
Campo Visual
El ojo humano tiene un campo visual limitado que es de aproximadamente 130º en sentido vertical, 60º por encima y 70º por debajo de la horizontal y 150º en sentido horizontal, aunque con la superposición de ambos ojos se puede abarcar 180º.
El campo visual es un factor que se debe tener en cuenta para evitar el deslumbramiento.
El campo visual es un factor que se debe tener en cuenta para evitar el deslumbramiento.
Imagen 5 - El campo visual (Fuente: Manuel García Gil)
Agudeza Visual
Capacidad del ojo que permite reconocer y distinguir los detalles de un objeto, situados a una distancia corta del campo de visión.
Esta capacidad del ojo, igual que la acomodación, está muy relacionada con el nivel de iluminación. Por ejemplo, si el nivel de iluminación es muy bajo, la agudeza visual también disminuye dificultando al ojo distinguir los detalles y al contrario, si el nivel es elevado es más fácil distinguir el objeto, monumento, etc.
Acomodación
La acomodación es la habilidad del ojo para enfocar los objetos y obtener una imagen más nítida, sin importar la distancia a la que están situados.
Cuando la curvatura del cristalino es prácticamente plana, el ojo enfoca sobre objetos situados a grandes distancias. Para poder enfocar objetos cercanos, el cristalino contrae los músculos ciliares y así aumenta su convexidad, como se puede comprobar en la animación de la Imagen 6.
Imagen 6 - Acomodación (Fuente: HISTÓPTICA)
La acomodación está limitada por un intervalo comprendido entre el punto remoto, punto más lejano que se puede alcanzar y el punto próximo que depende de la curvatura que consiga el cristalino. El alcance de la acomodación disminuye de manera gradual con la edad como consecuencia de la perdida de flexibilidad del cristalino.
Cuando se realizan tareas visuales con un nivel de iluminación inferior al requerido, los músculos ciliares deben forzarse más de lo necesario y eso puede provocar fátiga en dichos músculos y su posterior deterioro. Por lo tanto hay que tener en cuenta a la hora de efectuar el diseño del proyecto que el nivel de iluminación sea el adecuado.
Adaptación
La adaptación es la habilidad del ojo para enfocar y ajustarse cuando existen cambios en los niveles de iluminación.
Esta función la realiza la pupila que abre y cierra su abertura para permitir el paso de luz necesaria ayudada por la retina que es capaz por ella misma de adaptarse a grandes diferencias de cantidad de luz.
El proceso de adaptación requiere un tiempo para que la pupila ajuste su abertura. El tiempo depende de la diferencia que hay entre las intensidades de la luz.
Este tiempo es mayor en el caso de pasar de un entorno claro a uno oscuro, llegando a superar los 30 minutos para adaptarse a una oscuridad cerrada. Por el contrario el tiempo necesario para pasar de niveles de iluminación bajos a elevados requiere aproximadamente 1 minuto.
Este tiempo es mayor en el caso de pasar de un entorno claro a uno oscuro, llegando a superar los 30 minutos para adaptarse a una oscuridad cerrada. Por el contrario el tiempo necesario para pasar de niveles de iluminación bajos a elevados requiere aproximadamente 1 minuto.
Imagen 7 - Curva de adaptación (Fuente: Manual iluminación INDAL)
Por ejemplo, en la Imagen 7 se observa la evolución del ojo al salir de una habitación con luz a un entorno oscuro. En el primer instante no se reconocen las formas ni colores. Es después de un tiempo cuando las figuras se empiezan a distinguir.
Es importante tener en cuenta la adaptación para la iluminación de túneles o cines
Es importante tener en cuenta la adaptación para la iluminación de túneles o cines
Imagen 8 - Adaptación del ojo al aumento de luz (Fuente: LICHT)
Contraste
El contraste es la diferencia de luminaria que existe entre el objeto y el fondo, para que el individuo se capaz de identificar un objeto cunado el nivel de iluminación es bajo.
Cuando el fondo es más oscuro que el objeto que se observa, el contraste es mayor y por lo tanto más fácil de visualizar.
Imagen 9 - Contraste (Fuente: Manual de Iluminación INDAL)
Visión Binocular
Es la habilidad del ojo de mantener un objeto enfocado con los dos ojos, creando así una imagen en 3 dimensiones dando sensación de profundidad.
La visión binocular tambien es responsable de la percepción de las distancias.
Imagen 10 - Visión binocular (Fuente: HISTÓPTICA)
Deslumbramiento
El deslumbramiento es un fenómeno que aparece cuando la diferencia de luminancias entre la la tarea visual y el objeto que se observa es muy elevada. Se puede clasificar por deslumbramiento directo o por reflexión sobre una superfcie o por deslumbramiento molesto
Existen dos tipos de deslumbramiento, ambos pueden aparecer por deslumbramiento directo o por reflexión sobre una superficie.
El deslumbramieno molesto aparece cuando en un momento determinado hay demasiada luz y el ojo no es capaz de generar con tanta rapidez las suficientes células en la retina para producir el pigmento, lo que significa que no hay transmisión al nervio óptico por lo tanto tampoco al cerebro.
Este deslumbramiento afecta al confort visual, produciendo fatiga, pero no disminuye la capacidad de visión
Un ejemplo típico es la luz del Sol, el ojo tiende a parpadear o mirar hacia otro lado para evitar el deslumbramiento o se puede evitar utilizando unas gafas de sol que reducen el nivel de luminancia del campo visual.
Este deslumbramiento afecta al confort visual, produciendo fatiga, pero no disminuye la capacidad de visión
Un ejemplo típico es la luz del Sol, el ojo tiende a parpadear o mirar hacia otro lado para evitar el deslumbramiento o se puede evitar utilizando unas gafas de sol que reducen el nivel de luminancia del campo visual.
El segundo es el deslumbramiento perturbador, causa malestar en la persona debido a una elevada luminancia en el entorno. Como consecuencia reduce el campo visual y produce fatiga.
Este fenómeno se produce por la aparición de un velo luminoso que provoca visión borrosa y con poco contraste entre el objeto y el entorno.
Este fenómeno se produce por la aparición de un velo luminoso que provoca visión borrosa y con poco contraste entre el objeto y el entorno.
Imagen 11 - Deslumbramiento perturbador
Sensibilidad del ojo
El ojo no responde de la misma manera a las radiaciones luminosas de cada una de las longitudes de onda del espectro electromagnético visible.
La CIE evaluó como afecta cada una de las longitud de onda de manera independiente, pero con la misma energía, sobre el ojo humano.
El resultado se muestra en la curva de sensibilidad de la Imagen 12. La máxima sensibilidad del ojo corresponde a longitudes de onda cercanas a los 555nm y la mínima sensibilidad se encuentra para los colores rojo y violeta.
La CIE evaluó como afecta cada una de las longitud de onda de manera independiente, pero con la misma energía, sobre el ojo humano.
El resultado se muestra en la curva de sensibilidad de la Imagen 12. La máxima sensibilidad del ojo corresponde a longitudes de onda cercanas a los 555nm y la mínima sensibilidad se encuentra para los colores rojo y violeta.
La visión de día es conocida como visión fotópica. En este tipo de visión los conos son los responsables de la visión y la distinción de colores es muy alta. En cambio, cuando los niveles de iluminación son bajos actúan los bastones que, como se comentó, tienen una mayor sensibilidad pero no son capaces de distinguir los colores. Esta visión es conocida como visión escotópica. Cuando los niveles de iluminación son intermedios, la visión se denomina visión mesópica.
Como muestra la Imagen 12, la sensibilidad del ojo para la visión escotópica está desplazada hacia la izquierda. La máxima sensibilidad corresponde a las longitudes de onda de 510nm aproximadamente.
El desplazamiento que existe entre las dos curvas se conoce con el nombre de efecto Purkinje.
Imagen 12 - Curva sensibilidad del ojo a las radiaciones monocromáticas (Fuente: Manual de iluminación INDAL)
Los tipos de visión están divididos por el valor de la luminancia:
La visión fotópica es la visión de día, cuando la luminancia es superior a 3 cd/m2. Con estos niveles de luminancia los conos son los encargados de trabajar, dando como respuesta una visión nítida, con detalle y buena distinción de los colores.
La visión mesópica ocurre con luminancias entre los 0,25-3 cd/m2, es una visión intermedia y tanto los conos como los bastones están activos pero la capacidad para distinguir los colores va disminuyendo a medida que baja el nivel de luz.
La visión escotópica es la visión de noche cuando la luminancia es inferior a 0,25 cd/m2. En este caso son los bastones son los encargados de la visión permitiendo distinguir entre las formas, pero no reproducen los colores.
Imagen 13- Tipos de visión (Fuente: AIRISLED)
En la imagen 14 se muestran las curvas de sensibilidad de la visión fotópica (curva V' λ) y escotópica (curva Vλ). Varian con la longitud de onda de la luz, por lo tanto, con los distintos colores que la componenen.
En la visión de día, el ojo es poco sensible a la luz azul y roja y tiene la sensibilidad máxima en la luz verde-amarilla. En cambio la visión de noche, el ojo es más sensible a color azul-amarillo
Imagen 14- Curva sensibilidad espectral (Fuente: PHILIPS)
La sensibilidad de las nuevas células fotoreceptoras también se varian con las longitudes de onda. La Imagen 15 ofrece la curva de sensibilidad visual fotópica (curva color rojo) y la curva de sensibilidad de las nuevas células (curva color azul).
Imagen 15 - Curva sensibilidad células ganglionares (Fuente: PHILIPS)
La comparación de las dos curvas muestra la gran diferencia entre la sensibilidad biológica y la sensibilidad visual frente a las distintas longitudes de onda. El color azul, que corresponde al pico de la curva de la sensibilidad de las células ganglionares, toma un papel importante en temas de iluminación para la mejora de problemas como el insomnio debido a que favorece la segregación de melatonina que como se ha comentado, ayuda a regular los ciclos circadianos del cuerpo.
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