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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN Eduardo David Arcaya Arcaya 1 LUZ y VISION 1. Conceptos básicos Luz y Visión La luz es la parte de la energía radiante evaluada visualmente, es decir, la energía que, al interactuar con alguna superficie, se refleja o se trasmite hacia el sistema visual y produce la respuesta de los fotoreceptores, dotando al ser humano del sentido de la visión. Una comprensión integral de la luz implica, además de una aproximación desde la física, la consideración de la respuesta del ser humano, tanto psicológica como fisiológica, ya que la iluminación tiene un propósito más amplio que el de asegurar que los objetos sean vistos. La naturaleza de los vínculos y relaciones existentes entre las condiciones de iluminación y las características del objeto visual, así como los requerimientos que deben cumplirse para optimizar la habilidad y capacidad humana, son complejos y no existen “fórmulas mágicas” para resolver una dada situación. Esto se pone de manifiesto en la complejidad de estos estudios y la cantidad de variables involucradas, la mayoría de ellas no controlables. El análisis se hace más complejo si se tienen en cuenta las diferencias individuales, que pueden deberse a la edad de las personas o a las condiciones de la visión, y el peso que tiene la componente visual en la totalidad de la tarea. Mientras la eficiencia visual se cuantifica a través de la velocidad y la precisión con que se realiza una tarea, el confort visual es una medida del grado en que las condiciones de iluminación predisponen favorablemente a las personas para realizar la tarea. Los aspectos que afectan a la eficiencia están relacionados con la tarea y su entorno inmediato, mientras que aquellos que influyen sobre el confort involucran aspectos más generales del medio ambiente iluminado. Por ejemplo, puede ocurrir que en una oficina el nivel de iluminación corresponda al valor recomendado pero la fuente luminosa presente un parpadeo molesto, o la presencia de una ventana dentro del campo visual del usuario constituya un foco de distracción debido al deslumbramiento. En resumen, una buena solución en el diseño de un sistema de iluminación debe asegurar eficiencia visual, confort visual y un medio ambiente apropiado a las personas que utilizarán ese espacio, así como consideraciones energéticas, condiciones térmicas, acústicas y visuales, ya que todas en conjunto conducirán a una mayor productividad en los usuarios de ese espacio. 2. Magnitudes fotométricas Las fuentes de luz emiten energía en forma de ondas electromagnéticas. Esta radiación se cuantifica con la ayuda de las magnitudes radiométricas. Si interesa cuantificar solamente la radiación a la que es sensible el ojo humano estas magnitudes radiométricas se transforman en magnitudes fotométricas.

Luz y Vision

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    LUZ y VISION

    1. Conceptos bsicos Luz y Visin

    La luz es la parte de la energa radiante evaluada visualmente, es decir, la energa que, al interactuar con alguna superficie, se refleja o se trasmite hacia el sistema visual y produce la respuesta de los fotoreceptores, dotando al ser humano del sentido de la visin. Una comprensin integral de la luz implica, adems de una aproximacin desde la fsica, la consideracin de la respuesta del ser humano, tanto psicolgica como fisiolgica, ya que la

    iluminacin tiene un propsito ms amplio que el de asegurar que los objetos sean vistos.

    La naturaleza de los vnculos y relaciones existentes entre las condiciones de iluminacin y las caractersticas del objeto visual, as como los requerimientos que deben cumplirse para

    optimizar la habilidad y capacidad humana, son complejos y no existen frmulas mgicas para

    resolver una dada situacin. Esto se pone de manifiesto en la complejidad de estos estudios y la

    cantidad de variables involucradas, la mayora de ellas no controlables. El anlisis se hace ms

    complejo si se tienen en cuenta las diferencias individuales, que pueden deberse a la edad de las

    personas o a las condiciones de la visin, y el peso que tiene la componente visual en la totalidad de la tarea.

    Mientras la eficiencia visual se cuantifica a travs de la velocidad y la precisin con que se realiza

    una tarea, el confort visual es una medida del grado en que las condiciones de iluminacin

    predisponen favorablemente a las personas para realizar la tarea. Los aspectos que afectan a la

    eficiencia estn relacionados con la tarea y su entorno inmediato, mientras que aquellos que

    influyen sobre el confort involucran aspectos ms generales del medio ambiente iluminado. Por

    ejemplo, puede ocurrir que en una oficina el nivel de iluminacin corresponda al valor

    recomendado pero la fuente luminosa presente un parpadeo molesto, o la presencia de una

    ventana dentro del campo visual del usuario constituya un foco de distraccin debido al

    deslumbramiento.

    En resumen, una buena solucin en el diseo de un sistema de iluminacin debe asegurar eficiencia visual, confort visual y un medio ambiente apropiado a las personas que utilizarn ese espacio, as como consideraciones energticas, condiciones trmicas, acsticas y visuales, ya que todas en conjunto conducirn a una mayor productividad en los usuarios de ese espacio.

    2. Magnitudes fotomtricas

    Las fuentes de luz emiten energa en forma de ondas electromagnticas. Esta radiacin se

    cuantifica con la ayuda de las magnitudes radiomtricas. Si interesa cuantificar solamente la

    radiacin a la que es sensible el ojo humano estas magnitudes radiomtricas se transforman en

    magnitudes fotomtricas.

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    La luz corresponde a la pequea parte del espectro electromagntico comprendida entre las

    longitudes de onda de 380nm (nm: nanometros; 1nm=10-9 m) y 760nm, aproximadamente, cuya

    energa es absorbida por los fotoreceptores del sistema visual humano, iniciando as el proceso de

    la visin (Figura 1).

    El efecto visual de la radiacin, en el rango visible, depende fuertemente de la longitud de

    onda. Las magnitudes fotomtricas se obtienen mediante factores de peso que corresponden a la sensibilidad espectral relativa del sistema visual humano, basada en la diferente

    percepcin de claridad para cada longitud de onda en la regin visible. Debido a las diferencias individuales, y a la dependencia de esta curva de sensibilidad espectral de las

    condiciones experimentales, y en especial del nivel de iluminacin, ha sido necesario lograr acuerdos internacionales entre representantes de los distintos pases, los que han sido

    canalizados por la Comisin Internacional de la Iluminacin (CIE: CommissionInternationale de

    lEclairage).

    La CIE (1970, 1978) adopta dos curvas de sensibilidad espectral relativa, V(), para el

    observador CIE estndar, en condiciones fotpicas, es decir para niveles de iluminacin altos,

    en el ao 1924, y en condiciones escotpicas, es decir para niveles de iluminacin bajos, en el

    ao 1951. En la Figura 2 se muestran estas dos curvas, que estn relacionadas a los dos

    sistemas de fotoreceptores que tiene el sistema visual humano, el de los conos, que opera

    fundamentalmente en condiciones fotpicas, y el de los bastones, que opera en condiciones

    escotpicas. El ojo muestra su mxima sensibilidad para 555nm en condiciones fotpicas,

    mientras que para condiciones escotpicas este mximo se desplaza hacia los 507nm.

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    La medida fundamental de la radiacin electromagntica emitida por una fuente es el flujo radiante (rad), es decir, es la cantidad de energa emitida por unidad de tiempo y se mide en watt (W). La magnitud fotomtrica derivada, usada para medir el efecto de la luz, es decir el Flujo Luminoso (lum), que se esquematiza en la figura 3 es decir la cantidad de energa radiante por unidad de tiempo multiplicada por la sensibilidad espectral relativa del sistema visual humano integrada sobre el rango de longitudes de onda del visible, y se mide en lmenes (lm). As, el flujo luminoso se expresa por la ecuacin:

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    El Flujo Luminoso caracteriza la cantidad de luz total emitida por una fuente luminosa en todas

    direcciones. Sin embargo, para aplicaciones prcticas muchas veces es necesario cuantificar el

    flujo luminoso emitido en una dada direccin, para lo cual se define la Intensidad Luminosa (I)

    (Figura 3b) como el flujo emitido por unidad de ngulo slido en una direccin especificada. La

    misma deriva de la magnitud radiomtrica denominada Intensidad de Radiacin. La unidad de

    medida de la intensidad luminosa es la candela, que es equivalente a un lumen/estereorradin.

    Esta magnitud fotomtrica se usa para describir la distribucin de luz proveniente de una fuente

    o una luminaria. El modo en como se distribuye la intensidad luminosa, de una lmpara o una

    luminaria, se indica mediante grficas de isocandelas, es decir curvas de igual valor de intensidad.

    Estos diagramas, representados en coordenadas polares o cartesianas, permiten elegir una

    luminaria de acuerdo a las funciones para las cuales se utilizar.

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    Si una lmpara fluorescente compacta con balasto convencional de 7W que emite 400lm fuera una fuente puntual, iluminando por igual en todas las direcciones, su intensidad sera 400lm/ (4sr), es decir 33 candelas, ya que el flujo luminoso total se divide por el ngulo slido total subtendido por una esfera, 4 estereorradin.

    Las otras dos magnitudes fotomtricas fundamentales son: iluminancia (Figura 3c) y luminancia

    (Figura 3d). La Iluminancia (E), que deriva de la Irradiancia, se define como el flujo luminoso que

    incide por unidad de rea de una superficie dada. Se mide en lux (lux (lx) = lm/m2 ). En general,

    cuando se mide la iluminancia sobre el plano de trabajo o Iluminancia Horizontal, se fija

    convencionalmente una altura de 0,85m. Cuando se necesita especificar la iluminancia sobre

    paredes o pantallas de video, las mediciones se hacen sobre planos verticales, lo que se conoce

    como Iluminancia Vertical. Su aplicacin prctica es cuantificar la cantidad de luz que llega a una

    superficie y por la simplicidad de su medicin es la magnitud que ms se usa. La iluminancia sigue

    la ley inversa de los cuadrados, que en el caso de una fuente puntual toma la forma:

    E = I / d2 (2)

    donde d es la distancia desde la fuente luminosa a la superficie a la que llega el flujo luminoso y la

    superficie es perpendicular a la direccin de propagacin de la radiacin incidente (Figura 4a).

    Cuando la superficie no es perpendicular a la direccin de propagacin del flujo luminoso (Figura

    4b) la ecuacin debe ser modificada y se obtiene:

    E = ( I / d2 ) cos (3)

    donde es el ngulo de inclinacin de la superficie.

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    Laluminancia(L), que deriva de la radiancia, de una fuente o de una superficie, se define como la

    intensidad luminosa emitida, por la fuente o la superficie, en la direccin de un observador,

    dividida por el rea de la fuente o la superficie vista por el observador, es decir por unidad de

    rea proyectada.Su unidad es la candela por metro cuadrado (cd / m2 ). Esta magnitud se ilustra

    en la Figura 5a para el caso de una lmpara fluorescente compacta. La lnea de visin, desde el

    observador a la lmpara, forma un ngulo con la lnea perpendicular al frente de la lmpara. La

    luminancia en la direccin del observador (L) se calcula de la siguiente manera:

    Donde I es la intensidad de la fuente en la direccin del ngulo y el producto de A por cos es

    el rea proyectada perpendicular en la direccin de la visin. En la figura 5b se ilustra un ejemplo

    similar para una superficie que refleja luz.

    En el caso de una superficie difusora perfecta la luminancia es independiente de la direccin de

    observacin. Si se simboliza conIo a la intensidad segn la normal, y I a la que presenta en la

    direccin de observacin, se tiene que:

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    Es decir que, en los emisores y difusores perfectos, la intensidad vara con el coseno del ngulo que forma la direccin de emisin con la normal, y se dice que emite segn una ley del coseno o ley de Lambert. Los metales fundidos cumplen con la ley del coseno con bastante aproximacin por lo que se suele usar como difusor patrn al xido de magnesio. Tambin son buenos difusores los vidrios esmerilados, las porcelanas blancas esmeriladas, el yeso, etc. Cuando se supone un emisor o un difusor perfecto se emplea para el valor de luminancia constante el smbolo L, sin necesidad de especificar el ngulo. En la Figura 6 se representan las distintas posibilidades, en a) la situacin de una superficie que refleja en forma especular, en b) el caso de un difusor perfecto y en c) la de un reflector que en parte es especular y en parte difusor.

    En el caso de una superficie que refleja perfectamente en forma difusa se puede demostrar que,

    si su factor de reflectancia es , la relacin entre la iluminancia, es decir la radiacin de luz

    incidente, y la luminancia, es decir la reflejada desde ella, viene dada por la expresin:

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    L = E / (6)

    Si la superficie no es perfectamente difusora en lugar del factor de reflectancia se usa el factor de

    luminancia q que es el cociente entre la luminancia de la superficie reflectora, vista desde una

    dada direccin, a la luminancia de una superficie blanca difusora iluminada idnticamente, en este

    caso la ecuacin es:

    L = q E (7)

    La luminancia es una magnitud fotomtrica de excepcional importancia por ser la variable que

    aprecia el ojo. La luminancia de una superficie tiene su correlato perceptual en la claridad de la

    misma, aunque la relacin no es directa ni independiente de otras variables, como la composicin

    espectral de la radiacin o las condiciones de adaptacin. Es la magnitud que mejor permite indicar

    la calidad de la iluminacin desde el punto de vista del usuario, la cual, junto a la iluminancia son

    las dos magnitudes ms usadas por los diseadores de sistemas de iluminacin para cuantificar

    fotomtricamente el medio ambiente visual.

    En la Tabla 1 se resumen las definiciones de las magnitudes fotomtricas.

    3. Magnitudes colorimtricas

    Las cantidades fotomtricas descriptas hasta aqu no tienen en cuenta la composicin espectral de la luz recibida por el ojo. Dos campos con igual luminancia pero con diferentes combinaciones de longitudes de onda se diferenciaran por su color. El color depende de la distribucin espectral de la luz. Si prevalecen longitudes de onda largas del espectro visible, la luz se percibir roja, si prevalecen las del medio el espectro la luz se percibir amarilla/verde o si esta concentrado en las

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    bajas longitudes de onda se percibir un azul. Si se combinan todas las longitudes de onda del espectro visible, en aproximadamente cantidades iguales, el ojo percibe una luz color blanca, como la del sol.

    La suma de tres luces de colores, roja, azul y verde, en proporciones apropiadas, da blanco, verde con rojo da amarillo, verde con azul el cian y finalmente rojo con azul el color magenta, es decir prpura, un color no espectral. Dos colores que, sumados dan blanco se llaman colores complementarios. As el azul y el amarillo, el rojo y el cian, y el verde con el magenta, son complementarios. En la Figura 7 se muestran curvas de distribucin de intensidad para fuentes de

    distintos colores, a) azul, b) verde, c) rojo, luego suma de luces, d) el amarillo, e) el cian y en f) el prpura, para mostrar finalmente el blanco como la suma de las tres luces en el diagrama g).

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    El color est definido, en buena medida, por la composicin espectral de la radiacin que llega al ojo. Decimos en buena medida pues, adems, hay que tener en cuenta los procesos de adaptacin del sistema visual que conducen a los fenmenos de contraste simultneo y efectos posteriores.

    Comparar diferentes distribuciones espectrales no es una tarea sencilla, dos colores iguales desde

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    el punto de vista perceptual, es decir dos colores que el ojo no es capaz de diferenciar, pueden tener composiciones espectrales distintas. Dos colores que parecen iguales, pero cuyas composiciones de intensidad espectral son diferentes, se denominan metmeros. En la Figura se muestran tres distribuciones de intensidad espectral que podran percibirse como iguales a un amarillo. En (a) se trata de la distribucin espectral de una fuente amarilla monocromtica, en (b) la mezcla aditiva de dos fuentes monocromticas, una verde y otra roja y en (c) la mezcla aditiva de dos fuentes roja y verde no monocromticas.

    El tono est asociado al color predominante, sea este espectral o no, es decir es el atributo

    asociado con el nombre de los colores bsicos: rojo, amarillo, naranja, verde, azul o prpura. En

    general, se describe el tono por la longitud de onda del color dominante, aunque como en las

    Figuras 9b y c no est presente. En el caso de un color no espectral como el prpura, que resulta

    de una suma de luces rojas y azules, que no se corresponde con una longitud de onda, el tono se

    describe como la longitud de onda de su color complementario.

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    La saturacin corresponde a la pureza del color que determina el tono. Un color

    monocromtico espectral tiene la mayor saturacin, mientras la luz blanca, es una luz

    completamente no saturada, como se indica en la Figura 10a. En la Figura 10b se muestra una

    luz roja saturada, y en la Figura 10c se muestra una mezcla de esta luz roja con blanco

    obtenindose un color rojo muy poco saturado, es decir un color rosa.

    El tercer atributo del color, la claridad, se refiere a la cantidad de luz. Un mismo objeto puesto

    al sol o a la sombra solamente se diferencia por su claridad. Es una magnitud perceptual

    asociada al nivel de la intensidad que emite una fuente de luz (Figura 11a), o a la proporcin de

    la luz incidente que es reflejada en el caso de objetos (Figura 11b). La claridad est asociada

    con la luminancia.

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    Existen dos maneras de representar el color de la luz: el atlas de color y el sistema colorimtrico

    de la CIE. La primera, el atlas de color, es una representacin en las tres dimensiones del espacio

    de olor, asociadas a los tres atributos perceptuales mencionados y su objetivo es clasificar los

    colores de manera que puedan ser evaluados y comunicados.

    Si bien hay distintos atlas de color propuestos, posiblemente el ms conocido es el Sistema de

    color Munsell (IES, 1993). En el mismo la posicin de cualquier color se identifica con un cdigo alfanumrico que tiene tres trminos que indican el tono, un valor de claridad y un nivel de saturacin. La escala de los tonos consiste de 100 divisiones en un crculo que contiene cinco

    tonos principales (rojo, amarillo, verde, azul y prpura), cinco intermedios (rojo/amarillo, amarillo/verde, verde/azul, azul/prpura, prpura/rojo). La escala de claridad en el eje vertical va

    desde 1, que corresponde al negro, hasta el 10, que indica el blanco. Finalmente, la escala de saturacin, que se indica radialmente, crece desde el centro con un valor de cero, saturacin neutral, hasta alcanzar la saturacin mxima, que se indica con el valor 20 (Figura 12).

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    Se podra pensar en tener un catlogo de colores derivado del slido de color mencionado, y con

    tantas subdivisiones de sus escalas como sea necesario, entonces, si se quisiera especificar un

    color bastara comparar la muestra con los del catlogo y asignarles las coordenadas de su igual.

    Esto es lo que se hace corrientemente en la industria cuando no se requiere gran exactitud. En

    general, para identificar pinturas, materiales de construccin, plsticos, cermicos se usa un atlas

    del tipo descripto. Sin embargo, sera imposible hacer un catlogo con todos los colores diferentes

    que puede distinguir el observador humano normal, pues subdividiendo las tres escalas del atlas

    en todos los escalones perceptibles, se calcula que el hombre puede distinguir hasta 10 millones

    de colores.

    Por ello, cuando se quiere caracterizar el color de una luz o una superficie, de manera que se le

    pueda asignar una denominacin inequvoca, y que esta denominacin permita reproducirlo con

    toda exactitud, se recurre a las mediciones del color a partir del mtodo de las mezclas, que conducen a los diagramas de cromaticidad. El sistema colorimtrico CIE, desde el ms complejo al

    ms simple (CIE, 1971, 1972, 1978a), se basa en que la mayora de la gente tiene respuestas al

    color muy similares y que casi cualquier color puede ser igualado por una combinacin de no ms

    de tres longitudes de onda que descansan en las regiones del azul, el verde y el rojo. Si bien, el

    desarrollo completo de este sistema es complicado (Wyszecki y Stiles, 1982; IES 1993) haremos

    una presentacin simplificada.

    Dados tres colores monocromticos: un rojo ( = 650nm), un verde ( =530nm) y un azul

    =460nm), la Figura 13 da las cantidades relativas que se necesitan para igualar cualquier color

    monocromtico. Ntese que en algunos puntos se necesitan cantidades negativas, lo que en

    realidad implica sumar estas cantidades al color que se busca. Por ejemplo, para obtener un

    amarillo con =570nm, debe agregrsele una pequea cantidad de azul (un valor negativo en el

    grfico) y entonces, sumando un porcentaje de rojo y de verde, se obtendr el color buscado.

    Estos porcentajes pueden extraerse de la figura, obtenindose: 36% de rojo, 66% de verde y 2%

    negativo para el azul para igualar al particular amarillo seleccionado.

    4. Caractersticas funcionales del sistema visual humano La iluminacin es importante para el hombre, no solamente porque altera el estmulo que llega al sistema visual, sino porque, al mismo tiempo, modifica el estado de operacin del sistema visual. Por lo tanto, para comprender los efectos de la iluminacin, es necesario conocer cules son las capacidades del sistema visual y cmo varan con la iluminacin.

    El sistema visual est compuesto del ojo y del cerebro operando en forma conjunta. La luz que llega al ojo es enfocada sobre la retina por el efecto combinado de la crnea y el cristalino del ojo (Figura 18). La retina, considerada por algunos autores como una extensin del cerebro, consiste

    de dos tipos diferentes de fotoreceptores y numerosas interconexiones nerviosas. En los fotoreceptores, los fotones de luz incidentes son absorbidos y convertidos en seales elctricas. La imagen, luego de una primera etapa de procesamiento bsico realizado por las interconexiones nerviosas, es transmitida a travs del nervio ptico de cada ojo al quiasma ptico, donde las fibras nerviosas provenientes desde los dos ojos son combinadas y transmitidas a las partes izquierda y derecha a la corteza visual. En la corteza visual, estas seales son interpretadas en trminos de la

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    experiencia pasada.

    Muchas capacidades del sistema visual pueden ser comprendidas conociendo la organizacin de la retina. Los dos tipos de fotoreceptores, llamados bastones y conos por su apariencia anatmica, tienen diferentes sensibilidades a la longitud de onda, diferentes sensibilidades absolutas a la luz y poseen diferente distribucin en la retina.

    Los bastones tienen mayor sensibilidad absoluta a la luz y en consecuencia son los responsables

    de la visin nocturna. Los conos, menos sensibles a la luz, se clasifican, segn su sensibilidad espectral a diferente longitud de onda, en tres tipos diferentes identificados por rojos, verdes y azules, segn estn asociados a longitudes de onda largas, medias o cortas. Estos tres tipos de conos son los responsables de la percepcin del color.

    Los conos estn concentrados fundamentalmente en una pequea rea central de la retina

    llamada fvea, por donde pasa el eje visual del ojo, y subtiende un dimetro de aproximadamente 5. Los bastones, ausentes de la fvea, alcanzan su concentracin mxima alrededor de los 20

    desde la fvea. Esta variacin en concentracin de los conos y los bastones con respecto a la fvea parece an mayor por la cantidad de receptores conectados a cada fibra ptica nerviosa. En la fvea, la relacin de fotoreceptores a las fibras pticas nerviosas es prxima a uno pero aumenta rpidamente a medida que nos alejamos de la fvea. Esta estructura es responsable de las diferentes funciones de la fvea y la periferia. La fvea es la parte de la retina que provee una fina discriminacin de detalles, mientras el resto de la retina est destinado primariamente a detectar cambios en el medio visual hacia los cuales se requerir luego la atencin de la fvea, para un examen detallado. Para que un estmulo fuera del eje visual atraiga la visin foveal tiene que diferenciarse del fondo, en luminancia o en color, o cambiar sus caractersticas, en espacio o

    tiempo, es decir, tendra que estar movindose o parpadeando. Como ya dijimos, los conos y los bastones tienen diferentes sensibilidades espectrales absolutas. El pico de sensibilidad de los conos se encuentra a unos 555nm, mientras que el de los bastones est desplazado hacia valores menores de longitudes de onda, se obtiene a los 507nm. Estas sensibilidades espectrales constituyen las bases de los observadores estndares de la CIE y de

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    aqu, las magnitudes fotomtricas discutidas anteriormente en la seccin de magnitudes fotomtricas.

    Ajustando la emisin espectral de una fuente luminosa para que caiga en la zona ms sensible de la respuesta espectral del sistema visual, los fabricantes de lmparas pueden variar la eficacia luminosa de sus fuentes luminosas, es decir, modificar la cantidad de lmenes emitidos por cada watt de potencia energtica utilizado.

    El sistema visual puede operar sobre un rango de alrededor de 12 unidades logartmicas, desde

    una luminancia de 10-6 cd/m2 hasta unos 106 cd/m2 , es decir desde la luz tenue de una estrella

    hasta la luminancia medida sobre un papel blanco iluminado por la luz del sol. En la tabla 2 se

    muestran los rdenes de magnitud de iluminancias y luminancias en casos de importancia en la

    prctica, es decir en situaciones comunes de la vida diaria. Valores mayores, como los que surgen

    de la visin directa de la luz del sol, deben evitarse siempre, pues son dainas a la retina.

    Sin embargo, este amplsimo rango en el cual el sistema visual es capaz de adaptarse, no se cubre simultneamente, pues en cada momento, el sistema visual solamente puede cubrir un rango de 2 o 3 unidades logartmicas de luminancia. Los valores de luminancias que estn por encima de este limitado rango son vistos como deslumbrantes y aquellos valores que estn por debajo quedan simplemente oscuros sin ser diferenciados. Las capacidades del sistema visual dependen de la luminancia de adaptacin. Por convencin se identifican tres rangos funcionales diferentes: el

    fotpico, el mespico y el escotpico. La tabla 3 sintetiza las capacidades del sistema visual en cada uno de estos rangos funcionales.

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    La iluminacin interior es casi siempre suficiente para que el sistema visual pueda operar en

    condiciones fotpicas, incluso, la iluminacin exterior, en calles y en reas urbanas, es usualmente

    suficiente para mantener el sistema visual operando en condiciones fotpicas. La velocidad de adaptacin es importante cuando ocurre un cambio en la luminancia. Ejemplos de situaciones en

    las que esto ocurre son la entrada a los tneles durante el da, el encendido de la luz de

    emergencia cuando se corta la luz, el deslumbramiento que sufre un conductor en una ruta de

    noche, los cambios de adaptacin en un puesto de trabajo, etc. Estos problemas son superados o

    mitigados, con distintas estrategias, favoreciendo que los cambios en luminancia sean graduales,

    permitiendo mayores tiempo de adaptacin, modificando los rangos de variacin, etc.

    Cuando el sistema visual est adaptado fotpicamente puede discriminar muchos miles de

    colores. Debido a que la visin de color est mediada por los fotoreceptores conos, la habilidad

    para discriminar colores se reduce cuando la luminancia de adaptacin disminuye hacia la regin

    mespica y se desvanece en la visin escotpica.

    Como ya se dijo, las distintas fuentes de luz emiten con composiciones espectrales diferentes y

    por lo tanto, tienen un rendimiento de color diferentes. Para asegurar una buena discriminacin

    de color es necesario usar una fuente de luz que tenga, no solamente, un Indice de Rendimiento

    de Color General CIE alto, sino, que adems produzca luz suficiente para asegurar que el sistema

    visual opere en la regin fotpica. Sin embargo, es importante notar que dos fuentes de luz

    pueden tener el mismo Indice de Rendimiento de Color CIE y no reproducir los colores de la

    misma manera. Por ejemplo, una lmpara incandescente y una fluorescente, ambas con el mismo

    ndice, por ejemplo del orden de 90, hacen que los colores azul y verde parezcan diferentes. Por lo

    tanto, para asegurar una buena apariencia de color tanto como buena discriminacin de color, se

    necesita no solamente un Indice de Rendimiento de Color alto sino tambin una fuente de luz

    intensa.

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    5. RECOMENDACIONES BSICAS SOBRE ILUMINACIN

    a. QU ES LA LUZ?

    Toda radiacin electromagntica emitida o reflejada por cualquier cuerpo, cuyas longitudes de

    nada estn comprendidas entre 380 nm y 780 nm (nanmetros).

    b. QU ES LA ILUMINANCIA?

    La iluminancia o nivel de iluminacin se define como el flujo luminoso que incide sobre una

    superficie. Su unidad de medida es el Lux.

    c. QU ES LA LUMINANCIA?

    Se llama luminancia o brillo fotomtrico a la luz procedente de los objetos.

    d. QU ES LA ILUMINACIN INDUSTRIAL?

    Es aquel sistema de iluminacin cuya principal finalidad es facilitar la visualizacin de las cosas en

    unas condiciones aceptables de eficacia, comodidad y seguridad.

    e. EL SENTIDO DE LA VISIN

    El sentido de la visin se basa en la capacidad del ojo para absorber la luz y transmitirla -a travs

    del nervio ptico- al cerebro, permitiendo:

    La adquisicin de informacin visual cualitativa y cuantitativa.

    La apreciacin de las caractersticas de los objetos.

    La captacin e interpretacin de movimientos y otros cambios fsicos en el ambiente que

    nos rodea.

    La identificacin de seales.

    La orientacin y creacin de impresiones espaciales.

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    6. FACTORES DE LA VISIN

    La acomodacin visual: es la capacidad del ojo para enfocar a diferentes distancias.

    La adaptacin visual: proceso de adaptacin del ojo a distintos niveles de luminosidad. Es

    ms rpida de niveles de iluminacin bajos a altos que viceversa.

    La agudeza visual: capacidad de percibir y discriminar visualmente los detalles ms

    pequeos.

    7. EFECTOS DE UNA DEFICIENTE ILUMINACIN?

    Cuando se realiza un trabajo en malas condiciones de iluminacin puede aparecer una fatiga

    visual y del sistema nervioso central, resultante del esfuerzo requerido para interpretar seales

    insuficientemente netas o equvocas y parcialmente una fatiga muscular por mantener una

    postura incmoda.

    La disminucin de la eficacia visual puede aumentar el nmero de errores y accidentes as como la

    carga visual y la fatiga durante la ejecucin de las tareas; tambin se pueden producir accidentes

    como consecuencia de una iluminacin deficiente en las vas de circulacin, escaleras y otros

    lugares de paso.

    8. EL CONFORT VISUAL

    El confort visual es un estado generado por la armona o equilibrio de una elevada cantidad de

    variables. Las principales estn relacionadas con la naturaleza, estabilidad y cantidad de luz, y

    todo ello en relacin con las exigencias visuales de las tareas y en el contexto de los factores

    personales. Los deslumbramientos son casos lmite de desequilibrio luminotcnico. Se producen

    cuando la cantidad de luz procedente de uno o varios objetos que aparecen en el campo visual es

    muy elevada.

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    9. CONSEJOS PRCTICOS SOBRE ILUMINACIN

    Emplear la luz natural siempre que sea posible. Posee mejores cualidades que la artificial y

    constituye un elemento de bienestar.

    El acondicionamiento de la iluminacin natural lleva consigo, la colocacin correcta de los

    puestos de trabajo respecto a las ventanas o claraboyas, de manera que los trabajadores no

    sufran deslumbramiento y la luz solar no se proyecte directamente sobre la superficie de trabajo.

    Evitar los deslumbramientos directos por luz solar o fuentes de alta luminancia. stas, en

    ningn caso secolocarn sin proteccin en el campo visual del trabajador.

    Emplear persianas, estores, cortinas y toldos, destinados a controlar tanto la radiacin

    solar directa como el posible deslumbramiento.

    Evitar los deslumbramientos indirectos producidos por superficies reflectantes situadas en

    la zona de operacin o sus proximidades.

    Emplear la iluminacin artificial cuando no sea posible la natural y para complementar el

    nivel de iluminacin insuficiente proporcionado por la diurna.

    Al utilizar iluminacin artificial, se deben elegir las lmparas ms adecuadas teniendo en cuenta:

    - Cantidad de luz que emite. - Rendimiento y duracin. - Rendimiento en color(sobre objetos). - Color aparente (apariencia de la luz que emite).

    No utilizar sistemas o fuentes de luz que perjudiquen la percepcin de los contrastes, de

    la profundidad o de la distancia entre objetos en la zona de trabajo, que produzcan una impresin

    visual de intermitencia o que puedan dar lugar a efectos estroboscpicos.

    Se deber realizar un mantenimiento peridico de las luminarias: limpieza de las mismas y

    sustitucin de lmparas fuera de servicio.

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    10. NIVELES MNIMOS DE ILUMINACIN ESTABLECIDOS EN EL R.D. 486/1997

    Estos niveles mnimos debern duplicarse cuando concurran las siguientes circunstancias:

    A. En las reas o locales de uso general y en las vas de circulacin, cuando por sus

    caractersticas, estado u ocupacin, existan riesgos apreciables de cadas, choques u otros

    accidentes.

    B. En las zonas donde se efecten tareas, cuando un error de apreciacin visual durante la

    realizacin de las mismas pueda suponer un peligro para el trabajador que las ejecuta o para

    terceros o cuando el contraste de luminancias o de color entre el objeto a visualizar y el fondo

    sobre el que se encuentra sea muy dbil.