ILUMINACION - METODO PUNTO POR PUNTO
Alfredo Rifaldi
1. Introducción
El método llamado punto por punto es conceptualmente muy simple pero requiere una cantidad de cálculos tal, que se llega a dudar que alguna vez este método se aplico en cálculos manuales... y sin embargo lo utilizamos...
El método es reconocido por ser aplicado en iluminación exterior, no tiene en cuenta reflexiones de paredes siendo esa la razón por la cual se aplica en áreas abiertas, exteriores, los resultados se dan generalmente en forma gráfica, mostrando curvas isolux (iluminancia) en el plano iluminado.
2. Datos de las luminarias
Para estudiar y analizar temas de iluminación se recomienda el MANUAL DE LUMINOTECNIA (presentado en dos tomos) de la Asociación Argentina de Luminotecnia.
La luz visible es una parte del espectro de radiación electromagnética, emitida por fuentes luminosas, lamparas, estas se protegen del ambiente con las luminarias (artefactos de iluminación), con ellas se trata de mejorar también el desempeño de la lampara (aunque parte de la luz emitida es absorbida por el artefacto) cambiando la dirección de parte de su radiación, para poder aprovecharla mejor.
El conjunto lampara artefacto ubicado en el origen de coordenadas se caracteriza por la intensidad luminosa que emite en cada dirección, se puede representar un cuerpo fotometrico con una forma que caracteriza la aplicación de la luminaria (proyector, artefacto vial, artefacto industrial, etc).
El sistema de coordenadas para representar un cuerpo fotometrico es en coordenadas polares, pero se adopta distinto para distintas aplicaciones, por lo que conviene describir algunos casos, por otra parte el programa de calculo utiliza varias formas de presentar los datos que se han tipificado y se las explica a continuación:
Tipo = 4 - cuerpo fotometrico de rotación
curva 4 (origen catalogo DELGA) otro ejemplo: figura art4.Tipo = 6 - artefacto disimetrico, dos planos de simetría de 0 y 90 grados, ejemplo:
figura art6Tipo = 5 - alumbrado publico (representación normal CIE), plano de simetría -90 a 90 grados curva 5
Tipo = 3 - alumbrado publico, plano de simetría 0 a 180 grados vereda, calle (representación no normal)
Tipo = 2 - proyector eje polar, meridiano 0, ecuador es plano de simetría.
Tipo = 7 - proyector eje polar, meridiano 0 plano de simetría, ecuador también es plano de simetría.
Tipo = 8 - proyector eje polar, meridiano 0, ecuador es plano de simetría,
Tipo = 1 - proyector eje polar, ecuador, meridiano 0 es plano de simetría.
Es evidente la abundancia de distintas presentaciones de los lotes de datos que representan los cuerpos fotometricos. Esto fue contemplado en el programa ILLUMI y sus sucesivas revisiones definiendo tipos de artefactos que se han explicado.
Las normas fijan formas de representación de la información fotometrica, para artefactos para iluminación vial:
Se espera agregar al programa las rutinas que permitan utilizar los datos en las formas aun no consideradas.
3. Ejecución del programa
Los datos para el programa ILLUMI se preparan con el programa DATILUM, que además puede ayudar a analizar los lotes de datos de los artefactos, mostrando cortes del cuerpo fotometrico.
Con estos datos ILLUMI puede generar datos para desarrollar las curvas isolux, que pueden graficarse con el programa ISOLUX, si se ha elegido la opción adecuada.
Para hacer los cálculos es necesario plantear antes el problema, y una vez hechos los cálculos controlar los resultados obtenidos, los pasos son:
Si bien este método de calculo también puede ser utilizado para interiores, la dificultad que se presenta es lograr considerar las paredes como superficies reflectoras (parcialmente), y esta situación hace que la aplicación sea poco practica.
Antes de hacer un calculo con muchos artefactos es conveniente probar que resultados entrega uno solo, y darle una orientación adecuada para verificar los datos. En el programa existe la facilidad de encender y apagar artefactos (se puede poner multiplicidad del artefacto nula) con lo que esta verificación se puede hacer en cualquier momento, pero es importante no olvidarla, ya que si la cantidad de artefactos es elevada los resultados no ayudan a encontrar errores, mas bien los disimulan.
4. Cálculos auxiliares
Las características de las luminarias presentan distintas formas. El flujo total que emite la lampara, y el flujo total que sale del artefacto se relacionan por el "rendimiento" del artefacto, quien los fabrica desea conocer (independientemente de la lampara) las características de su producto, por eso normalmente estos datos están referidos a una lampara convencional de 1000 o 10000 lúmenes.
Al utilizar el artefacto es muy importante ponerle la lampara correcta, algunos artefactos que admiten mas lamparas tiene dispositivos que se deben ajustar para cada una de ellas.
Se toman las características del artefacto (referidas a la lampara convencional) y se determina el flujo que sale de el, calculable en base a los valores de intensidad de flujo y los elementos de ángulo sólido que corresponden (integral sobre toda la esfera que rodea al artefacto, de la intensidad) se obtiene el flujo total del artefacto.
Una de las opciones de DATILUM, muestra el sólido de intensidad, sus cortes para los ángulos correspondientes, determina el flujo total, y permite verificar el lote de datos y su significado, ver
figura art5.Los datos de los artefactos se presentan en distintas formas, y para controlar puede ser útil construir las isolux en una condición dada, los artefactos viales se ponen a 9 m de altura, con su eje polar perpendicular al plano iluminado, que se divide en cuadriculas de 9 x 9 metros, y para esta condición se representan las isolux, en un gráfico parecido pero de distinto significado se representan las isocandelas.
Dentro de DATILUM se pueden observar estas representaciones.
Otra opción que el calculista requiere es ver curvas representativas de los proyectores, en estos casos además de representarse el sólido de iluminación, se representan las isocandelas sobre un plano cuyas coordenadas son los ángulos (paralelos y meridianos) obteniéndose una representación útil de observar.
5. Corazón del cálculo
Dentro de ILLUMI, para facilitar los cambios de tipos de proyectores, en lugar de incluir el lote de datos del artefacto se puede simplemente poner un registro $CAMINO\NOMBRE.ART donde se identifica el proyector (eventualmente incluyendo el PATH del archivo), nótese que para evidenciar el tipo de registro se inicia con el símbolo $.
El programa ILLUMI puede leer un lote de datos que preparado respetando ciertas reglas descriptas en el archivo ILLUMI.DAT, nótese que hay renglones con * o C en el inicio del renglón, estos se interpretan como comentarios, y el programa ILLUMI durante la ejecución los descarta, y solo considera los renglones de datos propiamente dichos.
Los resultados del calculo de ILLUMI se pueden presentar como una tabla con los valores de iluminación obtenidos en cada punto, la forma mas practica es generar resultados aptos para el programa ISOLUX.
Este muestra la iluminación representándola como curvas de nivel, se pueden observar los cortes verticales, y también puede generarse el cuerpo tridimensional (*.DXF, que puede ser observado con Autocad).
Normalmente cuando se determina la iluminancia se hace sobre un plano horizontal, pero en algunos casos es necesario conocerla sobre planos verticales, el programa permite definir un vector orientado normal al plano en el cual se mide la iluminación (dirección del fotómetro). Esta facilidad es utilizable para juzgar la buena iluminación de espectáculos, las tomas de televisión desde el mismo plano, y actividades similares.
El programa también permite colocar superficies (rectangulares) opacas que hacen sombra, en la superficie iluminada.
El calculo se hace recorriendo cada artefacto, y cada punto de la superficie, calculando la iluminación en la dirección que corresponde y sumando el efecto, al final se tiene la tabla de valores para todos los puntos de la superficie que se estudia.
6. Bibliografía
MANUAL DE LUMINOTECNIA (presentado en dos tomos) de la Asociación Argentina de Luminotecnia.