Fuente : IDAE
La luz visible es una región del espectro electromagnético cuyas ondas electromagnéticas tienen una longitud de onda que va desde el rojo (780 nm), al violeta (380 nm). Esta pequeña región del espectro es la energía que percibe el ojo humano y nos permite ver los objetos: el espectro visible.
Fig. 1.1 Espectro de radiación electromagnética y espectro visible
La luz natural es una fuente luminosa muy eficiente que cubre todo el espectro visible, que proporciona un rendimiento de colores perfecto, con variaciones de intensidad, color y distribución de luminancias,con una dirección variable de la mayor parte de la luz incidente.
La disponibilidad y características de la luz natural dependen de la latitud, meteorología, época del año y del momento del día. Es sabido que la cantidad de luz natural recibida en la tierra varía con la situación, la proximidad a las costas o tierra adentro. El clima y la calidad del aire también afectan a la intensidad y duración de la luz natural. De ahí que según los climas, la luz natural pueda ser predecible o muy impredecible.
Fig. 1.2 Variación de intensidad, color y distribución de luminancias de la luz natural
La luz natural consta de tres componentes:
• El haz directo procedente del sol
• La luz natural difundida en la atmósfera (incluyendo nubes), que constituye la componente difusa del cielo;
• La luz procedente de reflexiones, en el suelo del propio interior y en objetos del entorno exterior.
Como se acaba de ver, estas componentes se ven influenciadas por una gran cantidad de factores. De
ahí que los estudios desarrollados sobre la luz natural sugieran que se requerirían al menos treinta “zonas de diseño de alumbrado con luz natural” para cubrir la variación de las aportaciones de luz natural en toda la Unión Europea.
Por ello es tan importante el conocimiento de una serie de características propias de la luz natural y que son útiles para el alumbrado en interiores. De entre ellas podrían destacarse:
• Los diferentes tipos de distribución de luminancias en el cielo: Distribución de cielo de luminancia
uniforme; Distribución de cielo estándar cubierto con con nubes de la CIE y Distribución de cielo claro y azul.
• El factor medio de luz natural, que permite evaluar la apariencia total de una sala iluminada con luz natural en condiciones de cielo cubierto con nubes.
• La distribución de dicha luz natural en el interior de una sala mediante cálculo, para saber si la sala tiene una superficie demasiado grande y pueden aparecer en su interior zonas no iluminadas su ficientemente.
Usar la luz natural como fuente de iluminación de tareas en el entorno de trabajo o incluso en el interior de viviendas requiere medidas especiales para manejar esta fuente cambiante dinámicamente. Generalmente las variaciones continuas en la disponibilidad de luz natural requieren dispositivos de apantallamiento adaptables y sistemas de alumbrado eléctrico para mantener las relaciones y variaciones de luminancia en el interior dentro de límites aceptables.
Por la noche, o incluso durante el día en inviernos oscuros, el alumbrado artificial debe ser capaz de aportar el nivel de iluminación necesario para poder realizar la tarea visual. En aquellos casos en que la luz natural proporcione una distribución insuficiente o incorrecta para la realización de una tarea, se empleará el alumbrado eléctrico como fuente adicional de luz. De ahí que el control del alumbrado artificial en dependencia de la luz natural constituya un útil de mucho valor para administrar la energía eléctrica empleada en el alumbrado artificial, dónde y cuándo se necesite.
Por otra parte, el uso de sistemas de luz natural o de sistemas de control para el alumbrado artificial o eléctrico influirá sobre el equilibrio energético de un edificio. Los controles establecidos en respuesta a la luz natural proporcionan un medio para obtener un aprovechamiento óptimo de la luz natural, y así ahorrar energía. Pero también el uso de un control de alumbrado ligado a la luz natural tendrá influencia sobre la energía usada para calentar y enfriar el edificio. El equilibrio entre estos factores debe ser estimado cuidadosamente.
Energía radiante del sol
La mayor parte de la energía que llega a nuestro planeta procede del sol. La energía emitida por el sol es una radiación electromagnética que se comporta, a la vez, como una onda, con su frecuencia, y como una partícula, llamada fotón.
La energía que llega al exterior de la atmósfera es una cantidad fija, llamada constante solar. Su valor es de 1.367 W/m o 2 cal/min/cm, lo que significa que a 1 Cm situado en la parte externa, perpendicular a la línea que une la tierra y el sol, le llegan 2 cal cada minuto.
Energía que llega a la superficie
En condiciones óptimas con un día perfectamente claro y con los rayos del sol cayendo casi perpendiculaes, como máximo las tres cuartas partes de la energía que llega del exterior alcanza la superficie de la tierra.
Casi toda la radiación ultravioleta y gran parte de la infrarroja son absorbidas por la atmósfera. La energía que llega al nivel del mar suele ser radiación infrarroja (49%), luz visible (42%) y radiación ultravioleta (9%).
En un día nublado se absorbe un porcentaje mucho mayor de energía, especialmente en la zona del infra-rrojo.
