¿Por qué calcular la luz?

Breve recorrido por los conceptos de cálculo y softwares de iluminación

maqueta

Héctor Ortiz es un especialista en el cálculo de iluminación por computadora,  labora en Schneider Electric en el área de desarrollo de negocios de iluminación y control, y fue invitado por la IES sección México para impartir un taller sobre ese tema durante la 14a Jornada Internacional de Iluminación. Iluminet tuvo la oportunidad de participar en esta clase sobre cálculo y tomamos algunos apuntes que a continuación compartimos.

Para iniciar el trabajo de aquel viernes 8 de junio de 2012, Héctor Ortiz dio una cátedra sobre los conceptos generales del cálculo de iluminación. Empezó con la pregunta ¿por qué calcular la luz?, hubo quien contestó que era necesario hacerlo para evitar el desperdicio energético, otros que para verificar el cumplimiento de las normas y unos cuantos dijeron que para conocer la eficiencia energética y los beneficios que se tendrían para el medio ambiente.

Héctor Ortiz

El expositor mencionó que para el cálculo se tienen que considerar factores como la salud, las características del usuario final, utilidad del lugar, calidad de la luz natural, incluso la ubicación geográfica, todo esto para asegurar el desempeño estético y funcional del sistema de iluminación.Un buen diseño de iluminación aplicado debe considerar sus gastos de operación en cálculos que se pueden efectuar con una proyección a 20 años, para esto se tiene que tomar en cuenta que el 25% del costo total corresponde a la inversión inicial (Capex) y el 75% restante a los gastos de operación (Opex).

Según Héctor Ortiz, no se debe pensar un proyecto de iluminación sin considerar un sistema de monitoreo y control integrado que podría evitar pérdidas en el ahorro, hasta por un 12% anual sin sistemas de control y 8% anual sin sistemas de monitoreo y mantenimiento.

Proceso de diseño

Después de esta breve explicación se tocó el tema del proceso de diseño que parte de un punto clave: ¿A quién va dirigido? Para Héctor Ortiz, estos son los pasos a seguir:

Desarrollo del concepto: Aquí es donde el diseñador debe aterrizar su idea, se puede apoyar de bocetos, algunos softwares de diseño como el photoshop, fotografías y las herramientas que estén a su alcance para poder hacer un primer acercamiento a lo que será su proyecto.

Parámetros: Se deben tomar en cuenta medidas, nivel de iluminación, normas, requerimientos del usuario etc.

Modelado: Es el trabajo que se hace con las maquetas, muestras fotográficas y los programas de cálculo de los que hablaremos más adelante.

Pruebas: Éstas sirven para asegurarse de que los cálculos y efectos realizados en la fase de modelado coincidan. Vale la pena recordar que en algunas ocasiones factores externos del sitio pueden incidir en los resultados reales.

Rediseño: Aquí se trabajan los ajustes que se tengan que hacer a partir de las observaciones hechas en la etapa de pruebas.

Ejecución: Todo lo que corresponde a la generación de documentos de especificación e instalación de luminarias y el resto del equipo requerido.

Mantenimiento y monitoreo: Esta etapa es la más larga pues se debe cuidar durante la vida útil del sistema que las medidas de prevención y restitución de luminarios se realicen según lo previsto.

Conceptos lumínicos

foco

Antes de entrar de lleno al tema del cálculo se definieron los siguientes conceptos:

Iluminación global: Es la luz natural que proviene de la bóveda celeste.

Luz solar: Directa del Sol que incide en la Tierra en un ángulo aproximado de 60 grados.

Transmitancia: Capacidad de transmitir la luz a través de un objeto

Iluminancia: Luz de la fuente emisora que llega a una superficie

Luminancia: La luz que se transmite de los objetos iluminados al observador

Excitancia: Luz que emana una superficie en todos los sentidos

Reflactancia: Capacidad del objeto para reflejar la luz

Características generales de un programa de cálculo de iluminación

El taller siguió con una introducción general a las características de los programas de cálculo que se encuentran disponibles en el mercado. El representante de Schneider dijo que los hay gratuitos y los que se valúan hasta en 4 mil dólares.

Un buen programa de cálculo debe ser capaz de simular “con precisión” el desempeño del sistema de iluminación a evaluar, además de  generar vistas previas de calidad, tablas de datos, graficas de niveles de iluminación, así como renders y animaciones que ilustren el trabajo del ingeniero o diseñador para las muestras que se efectúen con el cliente.

En ese sentido deberá tener la capacidad de generar una fiel representación geométrica de los elementos que componen el proyecto, desde los luminarios hasta las plantas arquitectónicas.

Los programas de cálculo más conocidos para estas tareas son DIALux, Visual, CALCULUX, Relux,  Polaris, Capture polar, Aidolux, y uno de los más recomendados por su exactitud y ventajas de administración de proyecto AGi32. En este apartado retomaremos algunos de los softwares de iluminación de los que hemos escrito en iluminet.

El software DIALux permite el análisis cuantitativo de manera rápida y tiene una funcionalidad sencilla de renderización en formato 3D. Los datos ULD para luminarias tienen la geometría también presentada en tercera dimensión con todos sus datos como la distribución luminosa y la descripción del artículo. Los paquetes Plug-in así como los catálogos de los fabricantes comprenden datos adicionales como el factor de mantenimiento. Es útil para cálculos de iluminación interior, exterior y vial. ((http://www.dial.de/DIAL/es/dialux.html)

DIALux

Visual Professional Edition es una herramienta integral de análisis diseñada para las necesidades de cálculo en aplicaciones interiores y exteriores. Combina una interface programada en 3D con los últimos avances en parámetros técnicos para generar los cálculos que se requiera hasta en los espacios arquitectónicos más complejos. (http://www.visual-3d.com)

CALCULUX permite obtener las curvas de distribución según el tipo e intensidad de la luminaria y traduce los resultados obtenidos en datos digeribles como tablas y gráficos. Utiliza la plataforma operativa MS word que es indispensable para su funcionamiento. (www.lighting.philips.com)

Relux Professional cuenta con los datos de luminarias de 51 fabricantes. Incluye texturas, representación en 3D, movimiento en tiempo real, proyecciones horizontales, poligonales y una buena biblioteca de muebles. Realiza el cálculo de iluminación y permite la importación de arcivos dxf y los exporta en 3D.(www.relux.biz)

Polaris es un software cuya plataforma es internet. Representa una novedad en software para control de iluminación por la navegación en tres dimensiones que permite ver una instalación en todos sus pisos; además cuenta con un display termográfico, dispositivo que genera información referente a los niveles de iluminación, densidad energética y ocupación del lugar. En otras palabras, mediante una gráfica coloreada se aprecian los parámetros del sistema para el estado de la iluminación, comparaciones de consumo de energía y niveles de iluminación.

Polaris

Capture polar es un programa de diseño disponible para Mac OS x y para WIndows. En este programa se pueden importar y exportar archivos DWF y DXF, tiene la capacidad de crear renders e interconectarse con el sistema DMX para la pre-programación de la iluminación. (www.capturesweden.com)

Aidolux permite mejorar los cambios en la distribución de las fuentes luminosas para mejorar algún aspecto de la iluminación de algún sitio, evaluar la calidad de la iluminación: niveles, homogeneidad, deslumbramiento así como obtener, a través de sus reportes, criterios económicos y energéticos de equipos e instalaciones.

AGi32, sin duda uno de los más recomendados, cuanta con buenas propiedades de cálculo mediante una edición dinámica lo que lo convierte en uno de los más robustos softwares de iluminación. Tiene una plataforma muy amable pero al mismo tiempo las librerías con las que cuenta permiten que el usuario pueda realizar modificaciones a sus modelos de iluminación de manera sencilla. Este programa puede crear reportes de operación de una determinada luminaria e incluso una planta arquitectónica completa.

AGi32

El cierre del taller consistió en la práctica con el AGi32 en donde mediante la simulación de cálculos realizados a la planta arquitectónica de una bodega se obtuvieron resultados como el número de luminarias a instalar, reportes comparativos de desempeño entre luminarios, variantes como la entrada de la luz natural, además de los niveles de luminancia e iluminancia que ya explicamos más arriba.

Muy pronto retomaremos el tema de los softwares de iluminación para hablar de cada uno de ellos.

 

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