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La influencia de la luz en la vida diaria
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La fotónica, ciencia de la generación, control y detección de fotones o en otras palabras la disciplina que estudia la luz, ha revolucionado nuestra vida cotidiana de manera impresionante en los años recientes en áreas tan diversas como el desarrollo sustentable, las comunicaciones, la energía, la salud, la educación, la arquitectura, la cultura y el arte.
Casi
siempre presente en nuestras vidas, la luz pasa desapercibida generalmente para
la gran mayoría de los seres humanos. La
luz es la radiación electromagnética que se propaga en forma de ondas en
cualquier espacio y es percibida por el ojo humano (energía luminosa).
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El
sol es la principal fuente natural de luz para la tierra y la principal fuente
de energía para los seres vivos.
La
luz tiene un gran efecto para todos los seres vivos: Permite a las plantas y a
los animales desarrollar procesos para obtener energía, permite ver los
objetos, influye en el sueño, el estado de ánimo y en las funciones vitales del
cuerpo humano. La luz natural activa la
vitamina D, importante para el desarrollo sano de los huesos.
En
el ritmo circadiano, que es el cambio físico, mental y conductual que dura un
ciclo de aproximadamente 24 horas en los organismos vivos, la luz tiene una
gran influencia. La luz estimula la
producción de la hormona del crecimiento, que está vinculada directamente con
la lactancia, crecimiento, lenguaje y desarrollo de los seres humanos.
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Tecnologías basadas
en la luz
La
luz puede ser estudiada como partícula o como onda, en ésta última, como parte
del espectro electromagnético en donde se pueden estudiar tanto la luz visible
como los rayos infrarrojos, ultravioletas y los rayos X.
En
la medicina, la luz se utiliza para diagnósticos preventivos y para
contrarrestar padecimientos como la depresión, bulimia, demencia senil, fatiga,
cirugía ocular. Los rayos X, las tomografías computarizadas y la radioterapia
son aplicaciones de la fotónica a la medicina. También se utiliza para realizar
diagnósticos preventivos y monitorización de pacientes.
Actualmente
en pruebas de laboratorio, con base en la fotónica se estudian proteínas y
fármacos, materiales para preservación de patrimonio histórico, desarrollo de
nuevos materiales fotónicos como el grafeno, que podrá ser utilizado en una
gran variedad de aplicaciones, generando células fotovoltaicas transparentes,
flexibles y baratas.
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Tecnología Láser
Louis
de Broglie en 1924, en su tesis de investigaciones sobre la teoría cuántica
introdujo el concepto de los electrones como ondas y presentó por primera vez
la dualidad onda corpúsculo (dualidad onda partícula), relacionado con la
mecánica cuántica, basado en los trabajos de Einstein y Planck, que sostiene el
doble comportamiento de la luz como onda y como partícula. En 1929, Louis de Broglie recibió el premio
nóbel de física por esta teoría.f
En
1960 se creó el primer láser y consecutivamente, se empezaron a patentar diversas
aplicaciones. A través del tiempo, la fotónica
ha permitido grandes avances tecnológicos en áreas diversas como en la medicina
con la cirugía, cicatrización, depilación láser; el maquinado y soldadura de
piezas en la industria y en las comunicaciones la creación y uso de la fibra
óptica como medio de transmisión. En
cuanto a dispositivos, ejemplos de la aplicación son la impresora láser,
dispositivos de almacenamiento y reproductores de audio y video (CD, DVD, Blu
Ray).
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Tecnología LED
La
tecnología LED (light-emitting diode, diodo emisor de luz) surgió en la década
de 1960's, aplicados primero en equipos de laboratorio y posteriormente en
dispositivos electrónicos. El primer LED en el espectro visible (rojo) se creó
en 1962. Posteriormente surgió el primer
LED amarillo y el rojo-naranja, mejorando la luminosidad en un factor de 10. En
los años 70's surgen los primeros LEDs de alto brillo y alta eficiencia,
utilizados en las telecomunicaciones, mediante fibras ópticas. El primer LED azul fue creado en 1994.
En
2012 Osram liberó al mercado LEDs de alta luminosidad y potencia. Posteriormente surge el LED blanco, que ha
evolucionado rápidamente en la eficiencia e intensidad de la luz generada,
gracias a los avances en la fotónica y en la ciencia de materiales. Debido a la reducción en el costo de los
materiales, se empezaron a utilizar masivamente los LEDs de luz blanca para
soluciones de iluminación, a tal grado, que están sustituyendo a la iluminación
incandescente y a la fluorescente.
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Los LEDs blancos pueden producir hasta 300 lúmenes por Watt y pueden durar hasta 100,000 horas, lo cual, en comparación con los focos incandescentes representa una mejora exponencial en la eficiencia eléctrica y en su durabilidad. Otras aplicaciones de la tecnología LED está en las pantallas planas, celulares y diversos productos electrónicos.
Entendiendo la
Iluminación LED
Los siguientes conceptos son básicos
para entender la iluminación LED.
Voltampere (VA): Medida
de la energía consumida por un luminario. Medida de potencia o relación
de consumo de energía de un dispositivo eléctrico cuando está en operación.
Lúmen: Medida de emisión
luminosa. Es una unidad de medición que se usa para expresar la cantidad de iluminación
que suministra una fuente de luz.
Lúmenes por Watt (LPCW): Eficiencia del luminario. Cálculo de la
eficiencia de un luminario.
Rendimiento del
luminario (LOR). Proporción de
luz que finalmente emite el luminario. Es un medida de la eficiencia del
luminario y una relación de los lúmenes que se emiten de la fuente de luz y los
que finalmente se emiten fuera del luminario.
Lux. Cantidad
de luz por metro cuadrado. Índice que
representa la densidad del flujo luminoso que incide en una superficie. Un lux
es igual a un lumen por metro cuadrado.
¿Cómo definir la iluminación adecuada?
La iluminación adecuada puede
convertir un espacio en un lugar cómodo y acogedor o dar apariencia de limpieza
y elegancia.
La temperatura del color de una fuente
de luz se mide en grados Kelvin. La temperatura del color puede ser utilizada
en diferentes aplicaciones de iluminación.
Las luminarias LED pueden proporcionar además un ahorro considerable de
energía con una mayor durabilidad.
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Tipos de iluminación
Luces
cálidas. Son ideales para salas de espera, restaurantes o sitios donde se
busca que las personas permanezcan cómodas por un buen rato. Se utilizan para
generar atmósferas acogedoras, relajantes. Ayudan a resaltar detalles
arquitectónicos, enfatizan relieves, texturas y colores.
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Luces
frías. Los colores fríos dan una
apariencia de limpieza, se recomiendan principalmente para hospitales,
pasillos, establecimientos comerciales y oficinas. Se utilizan para distinguir contrastes,
mejorar visibilidad e incentivar concentración.
La luz continúa jugando un papel preponderante en el desarrollo tecnológico y en la innovación en áreas tan diversas como la eficiencia energética, el desarrollo sustentable, las comunicaciones, la energía, la salud, la educación, la arquitectura, la cultura y el arte.
Estamos seguros que nuevas aplicaciones basadas en la luz y sus propiedades estarán próximamente en el mercado, mejorando la calidad de vida y el bienestar de los seres humanos.
Contáctanos para más información sobre soluciones de gestión de energía, iluminación, seguridad y automatización en: ahorro@zegens.com y al 664 337 8512.