modulo 02 propiedades fotométricas ago 2008
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Propiedades fotométricas para iluminación artificialTRANSCRIPT
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MODULO NR. 02
CARACTERÍSTICAS FOTOMÉTRICAS
SECCIÓN DE ENTRENAMIENTOSNibra C. A.
Ing. Carlos Ruiz P. ©
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LAS CARACTERÍSTICAS FOTOMÉTRICAS SON AQUELLAS
QUE SON MEDIBLES Y SE PUEDEN EXPRESAR EN CANTIDADES Y
UNIDADES ESPECÍFICAS
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Nos interesa medirlas ya que influyen en la forma como nosotros percibimos
nuestro entorno
Más o menos luz
Mejor o peor calidad
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¿Cómo captamos la luz?
La captamos a través de nuestros ojos que son órganos FOTO-RECEPTORES
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Proceso de la Visión
Objeto
Se requiere la conjunción de tres factores
Luz Ojos
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La Visión humana no es igual a la de
otros animales
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100 280 315 380 780 nm
UV-C UV-B UV-A
Espectros invisiblesultra-violeta Infra-rojo
Espectro visible
LO QUE VEMOS
Y LO QUE NO VEMOS
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Escena nocturna con visores infra-rojos (militares) así ven muchos
depredadores nocturnos.
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LED´s Emisores Infra-rojos
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Aplicaciones de luz ultra-violeta
Germicida
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No todos los colores son percibidos por el ojo de la misma forma
400 500 600 700 (nm)
380 780
1,0
0,5
0
Lámparas incandescentes Lámparas de halógeno Lámparas fluorescentes Lámparas de alta intensidad de descarga
IR Reflectores de calor
LUZUV Solarios Lámparas para copiadoras Lámparas de luz negra
Sensibilidad relativa para la visión diurna
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Visión Escotópica = Nocturna,
Visión Fotóptica = Diurna,
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RETINA (en el fondo del ojo)
Conos y cilindros
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Visión Escotópica = Nocturna, es monocromática , ya que las células cilíndricas de la retina no actúan a bajos niveles lumínicos
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Visión Fotóptica = Diurna, es más sensible al color ya que actúan las células cónicas de la retina con niveles normales de luminancia.
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¿CUÁNTA LUZ NECESITAMOS?
¿CÓMO LA MEDIMOS?180.5
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Factores a considerar para iluminación artificial:
1.- Características Cuantitativas (cantidad requerida).Cantidad producida: Intensidad o Brillo
Flujo luminoso Luminancia
Cantidad percibida Iluminancia
2.- Características Cualitativas (calidad de la luz)Temperatura del ColorÍndice de Reproducción Cromática (IRC)
3.- Aspectos económicos:Eficiencia LuminosaVida útil (duración)
CANTIDAD
CALIDAD
ECONOMIA
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Cuantitativas (Cantidad) y Cualitativas (Calidad)
Nos valemos de la FOTOMETRÍA:
Para la medición de las características
Que es la ciencia de mediciones
relacionadas con la Luz.
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Características Características CuantitativasCuantitativas
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Cantidad Unidad medición InstrumentoFlujo luminoso (F) Lumen – (lm) Esfera Ulbricht
Intensidad (I) Candela – (Cd) Fotómetro
Luminancia (L) Nits - Candle-mt2 Luxometro
Foot-Lambert
1.- Características Cuantitativas:1.1 – Dependientes del la fuente emisora
1.2.- Percibidas por el usuario
Cantidad Unidad medición InstrumentoIluminancia E- Lux Luxometro
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Pero el Vatio NO ES medición de parámetros lumínicos es solo una
medición de la potencia eléctrica.
VATIOS (Watts)
1HP = 746 watt, siendo HP: caballos de fuerza. 1HV = 736 watt, siendo HV: caballos de vapor
Las personas se habían acostumbrado a comprar bombillosincandescentes según su consumo en Vatios
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Flujo luminosoFlujo luminoso es Toda la radiación emitida por una fuente de luz en todas las direcciones y percibida por el ojo humano.
La unidad de medición en nuestro sistema métrico decimal es el Lumen (lm)
También se mide en candelas (candle)
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Candela: es la intensidad luminosa, en una dirección dada, que emite una fuente de radiación monocromática, de frecuencia 540×1012 Hz, de forma que la intensidad de la radiación emitida, en la dirección indicada, es de 1/683 W por estereoradián.
El Lumen, es la unidad en el Sistema Internacional para medir el flujo luminoso de una fuente. Es equivalente al flujo emitido por una fuente luminosa puntual de 1 candela en un ángulo sólido de 1 estereoradian. El estereoradian es la unidad estandard de ángulos sólidos en tres dimensiones..
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ESFERA DE ULBRICHT (Integrating sphere)
para medir el flujo luminoso (lúmenes o candelas)
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A-19 60 Watts = 870 Lumenes
A-19 75 Watts = 1070 Lumenes
PAR 38 60 Watts = 900 Lumenes
DULUX EL 23 Watts = 1580 Lumenes
T-12 “ahorradora” 34 Watts = 2700 Lumenes
T-8 Trichrome serie “800” = 2950 Lumenes
METALARC SUPER = 41000 Lumenes
Flujo luminoso de diferentes lámparas
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WATTIOS / LUMENES
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La magnitud principal de la fotometría es la intensidad luminosa, que se mide en candelas y es la cantidad de energía (luminosa) que se transmite en una direccióndeterminada.
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FOTÓMETROS
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MIDIENDO CON EL FOTÓMETRO
LUZ
INCIDENTE REFLEJADA
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La iluminancia, es la cantidad de luz que llega hasta una superficie determinada.
180.5
Se mide en lux o lúmenes por metro cuadrado,o candelas por pie cuadrado
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Cantidad de Iluminancia requerida (Lux)
El promedio de flujo luminoso deuna área, es el flujo luminosopor unidad de área.
LumenLux = m2
180.5
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LUXÓMETRO KYORITSU
ILUMINANCIA
Candle/foots
LuxesLa medimos en:
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180.5
MENOR O ESCASA
ILUMINANCIA
MAYOR O ABUNDANTE ILUMINANCIA
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Niveles aproximados en luxes en un día de verano
300 luxes al centro de la habitación
10 luxes en el sótano
6000 luxesbajo la marquesina
2500 luxes dentro de la ventana
100,000 luxes a pleno sol
10,000 luxes en la sombra
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LOS REFLECTORES SON FORMAS DE AUMENTAR LA ILUMINANCIA SIN CAMBIAR
LA FUENTE (QUE MANTIENE LOS MISMOS LUMENES).
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ILUMINANCIA “E” LUMINANCIA “L”
Lo que llega a la superficie
Lo que percibimos con los ojos
180.5
ILUMINANCIA ≠ LUMINANCIA
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LUMINANCIA “L”
Es el brillo que percibe el ojo
humano de una superficie luminosa
o iluminada. Se mide en nits = (candelas por metro cuadrado) o en foot-lamberts
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LA LUMINANCIA (L) es la dimensión que más nos
interesa porque es el resultado final que perciben nuestros ojos para realizar cualquier
actividad.
Para iguales niveles de Iluminancia (E) el resultado percibido (Luminancia “L”) depende de otros factores, tales como la distancia de la fuente y la capacidad de reflexión o absorción de la superficie.
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A foot-lambert equals 1 / π candela per square foot, or 3.4262591 candelas per square meter (nits). It is named after Johann Heinrich Lambert (1728 – 1777), a German mathematician, physicist and astronomer.
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180.5
Luminancia en zonas de tránsito
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Luminancia en áreas de trabajo
180.5
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El objetivo primordial de la luminotecnia es producir la mejor luminancia en la zona de actividad con la menor molestia posible, tales como el resplandor molesto. (encandilamiento o deslumbramiento)
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FACTORES QUE AFECTAN LA LUMINANCIA
FLUJO LUMINOSO ILUMINANCIA
1
DISTANCIA DE LA FUENTE
2
ENTORNO3
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FLUJO LUMINOSO ILUMINANCIA1
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Corta distancia a la fuenteAlta distancia a la fuente
DISTANCIA DE LA FUENTE2
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Ley de la inversa del cuadrado de la distancia
S136 luxes
1 m
S2 = 4S1
9 luxes
2 m
S3 = 9S1
4 luxes
3 m
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Características Características CualitativasCualitativas
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TTEEMPEMPERATURATURARA DELDEL COLORCOLOR
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EL COLOR CAMBIA CON LA TEMPERATURA
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Para medir la temperatura se usan generalmente tres escalas:
Celcius. Escala termométrica, en la que se asignan los valores de 0° y 100° a las temperatura del hielo en fusión y del vapor de agua hirviendo.
Fahrenheit. En la escala Fahrenheit, el punto de fusión del agua es de 32 grados, y el de ebullición es de 212 grados.
Kelvin. Busca corregir las apreciaciones arbitrarias y establece el cero absoluto.
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La escala KELVIN es una escala absoluta de temperaturas en la que los cero grados corresponden a la temperatura más baja posible desde un punto de vista termodinámico. Comienza en el cero absoluto (273 grados centígrados bajo cero). En la escala kelvin no puede haber temperaturas negativas.
Celsius
6000 °C
5000 °C
4000 °C
3000 °C
2000 °C
1000 °C
0 °C
- 273 °C
Kelvin
6000 K
5000 K
4000 K
3000 K
2000 K
1000 K
0 K
-273°C = 0 absoluto
La escala centígrada de temperaturas establece que, a la presión de una atmósfera, el punto de congelación del agua corresponde a cero grados, y el de ebullición a cien. Pero se trata de una escala arbitraria, razón por la cual existen temperaturas inferiores a cero grados.
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TEMPERATURA DE COLOR
0 °K800 °K2500°K
2500 K
3000°K
3000 K
4100°K
4100 K
5500 °K
5500 K
20000°K
Se usa la escala de grados KELVIN por ser más precisa
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COLOR METER
PARA MEDIR TEMPERATURA DEL
COLOR
Termo-colorímetro
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Temperatura del color
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Ra
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REPRODUCCION CROMATICA
(COLOR RENDERING)
El Color verdadero de un objeto es aquel que percibimos con nuestros ojos con la iluminación natural del sol.
La reproducción Cromática de una fuente de luz artificial es la relación entre el color visto bajo una fuente natural y el que percibimos bajo la fuente artificial.
La mejor reproducción cromática seria equivalente al 100%. El índice de reproducción cromática varia desde 0 hasta 100
Ra
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Luces cálidas con alta reproducción cromática en Hoteles y Restaurantes.
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FRUTAS – LUZ FRÍA
FRUTASLUZ CÁLIDA
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Al exhibir productos es muy importante el índice de
reproducción cromática y la temperatura del color de la luz
utilizada.
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Luz cálida y alta reproducción
cromática
Luz fría y baja reproducción
cromática
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ÍNDICE REPRODUCCIÓN CROMÁTICA
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900 lúmenes
2700 Grados KelvinIRC > 80
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Temperatura de color y reproducción cromática
Celsius
6000 °C
5000 °C
4000 °C
3000 °C
2000 °C
1000 °C
0 °C
- 273 °C
Kelvin
6000 K
5000 K
4000 K
3000 K
2000 K
1000 K
0 K
Cero absoluto
Blanco luz de día
Blanco neutral/ Blanco Frío
Blanco cálido
Escala de reproducción cromática
1 2 3 4
100-85 84-70 69-40 <4O
Indice de reproducción cromática
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Características Características EconómicasEconómicas
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Wlm
Potencia eléctrica (W)
Flujo luminoso (lm)
Eficacia luminosa =flujo luminoso (lm)
Potencia eléctrica (W)
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W
W
MENOS LUMENES MENOS EFICACIA
MAS LUMENES MAS EFICACIA
IGUAL VALOR
EFICIENCIA = AHORRO DE ENERGÍA
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100W
= POTENCIA (W)= consumo de energía
EFICIENCIA
Luz (lm) +/- 10%
Radiaciones invisibles
PérdidasPérdidas
Pérdidas por calor
Pérdidas
Pérdidas
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DESARROLLO EVOLUTIVO DE EFICACIAS LUMINOSAS
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1920 1940 1960 1980 2000
NA
NAV
L
HQI
HQL
HALOG
Lm/W
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Flujo luminoso contra vida útil en lámparas incandescentes
Menor voltaje
+ LUMENS- VIDA ÚTIL
+
AUMENTANDO EL VOLTAJE, SE AUMENTA EL CONSUMO Y EL FLUJO LUMINOSO SACRIFICANDO LA VIDA ÚTIL
+
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Influencia del voltaje en la vida útil
Voltaje nominal
Vid
a ú
til
+ 5%voltaje
- 5%voltaje
Vida util nominal
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PARARECORDAR:
CONCEPTOS FOTOMÉTRICOS
FLUJO LUMINOSOILUMINANCIA LUMINANCIAINTENSIDAD LUMINOSAEFICACIA LUMINOSATEMPERATURA DEL COLORÍNDICE REPRODUCCIÓN CROMÁTICA
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VEA EL MUNDO BAJO UNA NUEVA LUZ
nibranibra