La iluminación natural

INTRODUCCIÓN

La iluminación natural constituye un recurso sustentable para la iluminación de edificios y es una alternativa preferida por los usuarios.

Para el aprovechamiento de la luz natural en edificios y sus parte constituyentes, es necesario comprender los principios de la iluminación natural, para integrarlos adecuadamente desde el inicio del proceso de diseño. Esta comprensión comienza con el conocimiento adecuado del sol y sus radiaciones luminosas para la obtención de clasificaciones características para las distintas regiones, pues los trabajos de normas y recomendaciones sobre el aprovechamiento de luz natural derivan del conocimiento que tienen los países que poseen datos y modelos verificados.

En cuanto al desarrollo preliminar del diseño de un edificio, el criterio visual interior y los requerimientos básicos de iluminación deben ser definidos a priori, teniendo en cuenta disponibilidad de luz natural regional como un requerimiento parta realizar los cálculos de valores absolutos y relativos de luz natural. Es fundamental el conocimiento, tanto de la cantidad como de la duración y características de la luz natural, particularmente en nuestro país en donde una gran cantidad de territorio se encuentra en condiciones de cielo claro.

El aprovechamiento de la luz solar ofrece una real oportunidad para el ahorro de energía eléctrica, con los consiguientes beneficios ambientales que ello otorgaría, en espacios creados para el bienestar, en el marco de un desarrollo y utilización responsables de los recursos naturales que aun hoy disponemos.

LUMIDUCTOS

El desarrollo de estrategias de iluminación natural puede contribuir a reducir significativamente el uso diurno de energía eléctrica de iluminación. A los efectos de ponderar el potencial de ahorro energético en este campo sirve tener en cuenta la potencia instalada en edificios de oficinas, típicamente de 10 a 15 W/m2.

En particular, el uso de conductos para transmitir luz (lumiductos) ofrece, como se muestra en este trabajo, nuevas e interesantes posibilidades.

Mediante reflexiones sucesivas en ductos de paredes internas reflectantes es posible transmitir luz hacia interiores de viviendas y edificios que normalmente requieren iluminación artificial durante el periodo diurno. Esta técnica difiere de la transmisión por fibra óptica, entre otros aspectos, en que el ángulo de reflexión es arbitrario (no necesariamente mayor que el ángulo crítico de reflexión total), hecho que permite el ingreso de radiación al ducto de transmisión con cualquier dirección.

Si bien los materiales reflectantes convierten parte de la radiación visible en calor, la alta eficacia lumínica de la radiación solar (~100 lum/W) permite obtener flujos luminosos elevados a la salida de los ductos.

Por otra parte, la calidad de la luz solar transmitida tiene características espectrales muy difíciles de generar eléctricamente a un costo razonable. Es posible conseguir revestimientos reflectantes que no alteren sustantivamente el espectro solar, de manera que se puede disponer de radiación PAR (siglas en inglés de radiación fotosinteticamente activa) a la salida de los ductos.

PRICIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Los lumiductos son un sistema de iluminación con una tecnología innovativa e interesante, ya que ellos puede conducir la luz a través de largas distancias sin significativas pérdidas. El principio del funcionamiento de los lumiductos es colectar, direccionar y conducir la luz solar hacia los espacios interiores de un edificio.

La principal función de los sistemas de transporte de la luz es transferir el recurso de luz exterior hacia un emisor interno. El sistema de transporte puede ser dividido en diferentes tipos, la forma mas básica es un simple cilindro vacío a lo largo del cual un rayo de luz colimado puede viajar. Los ductos espejados, por ejemplo, son un sistema donde la luz es guiada utilizando la reflectancia de la superficie del espejo para reflejar y difractar la luz hacia una distancia requerida, de la misma forma la superficie puede ser otro material reflectivo.

El sistema consiste en tres componentes principales:

1- COLECTOR, que puede ser un concentrador, un helióstato, espejo o cúpula transparente.

2- DUCTO, sistema de transporte de la luz,

3- EMISOR, elemento de difusión o distribución de luz hacia los espacios interiores

El colector puede ser un espejo, generalmente cóncavo, o un lente Fresnel, un sistema rotativo de doble placa prismática, un helióstato o simplemente una cúpula transparente.

El ducto puede ser un tubo metálico con una superficie interna pulida y altamente reflectiva o del tipo. Existen varios tipos de ductos: un tubo metálico reflectivo, fibra óptica, un tubo de acrílico sólido, y un prisma para guiar la luz. La eficiencia del sistema depende principalmente del conducto, su calidad y su longitud. La concentración y colimación de la luz, así como la limpieza y el mantenimiento del ducto son muy importantes. La eficiencia de un buen sistema puede llegar a exceder el 25 %, medido desde la luz incidente el colector primario hasta el emisor de luz en la habitación.

El Emisor distribuye la luz que sale del sistema de transporte hacia el espacio a iluminar. Se hace menos evidente que este recurso natural halla sido conducido por una cierta distancia, entonces es común que los ocupantes del edificio demanden la misma calidad de iluminación que se obtiene de una luminaria corriente. Igualmente el emisor es similar a una luminaria para iluminación eléctrica y por elección puede ser directo, semi-directo, difusor, semiindirecto o totalmente indirecto.

Un problema con el sistema de lumiducto es que es la disminución de luz transmitida cuando no hay luz solar directa, especialmente con sistemas con espejos o heliostatos. Por lo tanto se requiere de algún tipo de lámpara artificial. Lo ideal seria utilizar una lámpara de descarga de alta intensidad por su temperatura de color que puede ser comparada a la luz natural.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ventajas

Este aporte de luz natural no sólo favorece el crecimiento de plantas de interior sino que contribuye al bienestar psíquico-físico. Se ha visto que la técnica de transmisión por reflexiones sucesivas en conductos puede aportar niveles de iluminación significativamente altos.

Los lumiductos, como estrategia de iluminación natural, resultan particularmente útiles para elevar los niveles de iluminación ambiental interna. Por otra parte, el aporte de luz natural genera mayor confort debido a la adaptación del aparato visual al espectro

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