20 dic. 2010

La iluminación de alto y de bajo consumo I. De la calidad de la luz y de cómo funciona el ojo humano.


Uno de los capítulos a considerar en el consumo energético es el de la iluminación.

Las tecnologías disponibles hoy en día para producir luz son muchas, y cada una tiene características diferentes, que en función del uso pueden convertirse en ventajas o en inconvenientes.

Uno de los aspectos o características de cada tipo de iluminación es el de su eficiencia energética, es decir, la relación mejor o peor entre la energía consumida y la cantidad de luz generada. No es necesariamente el más importante y dependerá del uso que le queramos dar a la luz.

Otros factores a tener en cuenta a la hora de valorar la idoneidad del sistema de iluminación pueden ser:
   -calidad de la luz (ahora explicaré un poco a qué me refiero con esto)
   -sostenibilidad del artilugio (engloba otros factores como durabilidad, coste en materias primas y energía para su fabricación, etc)
   -Intensidad y duración de los períodos de iluminación (encender y apagar muchas veces afecta a la durabilidad en mayor o menor medida en función de la tecnología utilizada)

De la calidad de la luz
Denominamos luz a una onda electromagnética con longitud de onda entre 320 y 750 nanómetros. Las longitudes de onda mayores corresponden al infrarrojo; y las menores, al ultravioleta, las microondas, los rayos x, la radiación gamma, etc.
El ojo humano es capaz de interpretar esas ondas, y convertirlas en una combinación de tres valores, a partir de los 3 tipos de conos (células de la retina capaces de diferenciar longitudes de onda) de los que dispone el ojo humano. Para una determinada longitud de onda -o color-, cada tipo de cono se excita de manera diferente y la proporción entre ellos es lo que permite al cerebro imaginarse el color del que se trata.

Hay longitudes de onda que, prácticamente, sólo excitan uno de los tipos de conos. Son 560, 530 y 430 nanómetros, que nuestro cerebro interpreta como rojo, verde y azul.

Sabiendo esto, se planteó la posibilidad de engañar al cerebro, emitiendo luz azul, roja y verde en la proporción adecuada para que el cerebro interprete un color determinado. Esto es lo que hacían las teles antiguas, y el sistema de tres luces se denomina RGB (red-green-blue).

La sensación de color que recibe el cerebro es muy buena, pero el sistema tiene algunas limitaciones pues con las tres longitudes de onda citadas -y que se suelen denominar luces primarias-, no es posible reproducir la totalidad de los colores.

El sistema RGB funciona bastante bien si emitimos combinaciones de las tres luces primarias. Sin embargo, no funciona nada bien cuando usamos estas luces para iluminar objetos.

El color de los objetos que vemos depende de las longitudes de onda que ese objeto refleja y que así pueden llegar a nuestros ojos. Los materiales funcionan como espejos selectivos, reflejando mejor algunas longitudes de onda y peor otras, de manera que a nuestros ojos llega una determinada proporción, ésta se interpreta en los conos y llega al cerebro como una combinación de tres valores.

Ahora bien, ¿y si la luz que llega al objeto no tiene todas las longitudes de onda? Pues que el objeto sólo puede reflejar aquéllas que recibe. Si iluminamos con luz 'verde' un objeto 'rojo', se verá apagado, casi no reflejará luz..
De la misma forma, si iluminamos un objeto 'naranja' con las luces RGB, a nuestro ojo sólo llegarán reflejos de esas luces, que no necesariamente representan correctamente el 'color' del objeto.

Ahora, un par de esquemas de cómo el color interpretado por el cerebro depende de la luz que incide en el objeto:
Aquí vemos la interpretación de color de un objeto iluminado con una luz de espectro continuo. La luz que llega al ojo coincide con el espectro de reflexión del objeto (el 'color' del objeto)




Aquí en cambio, con una iluminación RGB, vemos que al ojo no llega toda el espectro que el objeto es capaz de reflejar. La interpretación de color que puede hacer el cerebro está condicionada y suele suponer colores más apagados.

Con todo esto, volvemos al tema de la calidad de la luz: será de mejor calidad la luz para iluminar con un espectro continuo que una luz de espectro discontinuo. Permite que llegue al ojo un patrón más parecido al patrón de reflexión (=color) del objeto.

Mañana, los tipos de iluminación, caracterizados por eficiencia, calidad y otros.




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