Introducción al calor y la luz

Transcripción

1 Introducción al calor y la luz El espectro electromagnético es la fuente principal de energía que provee calor y luz. Todos los cuerpos, incluído el vidrio, emiten y absorben energía en forma de ondas electromagnéticas. Espectro Electromagnético

2 Espectro de Energía Solar La imagen superior representa el espectro gráfico de la energía solar. La superficie del sol emite ondas electromagnéticas. Una banda angosta entre 380 nm y 780 nm del espectro solar es recibida en la superficie de la tierra y es visible al ojo humano. Esto es entre el rango ultravioleta e infrarrojo. El espectro bajo los 380 nm (ultravioleta) y más allá es invisible. Las longitudes de onda combinadas del espectro visible entregan un color blanco, mientras que cada longitud de onda individual tiene un color asociado. La imagen de la derecha representa el Espectro Electromagnético. La banda angosta coloreada representa la luz del día o luz visible con longitudes de onda desde 380 nm hasta 780 nm. La principal área de importancia para el vidrio es el rango entre los rayos ultravioleta y los infrarrojos, que representan la luz del día o luz visible. La energía puede existir en muchas formas, incluyendo calor, luz, química, nuclear, mecánica y energía eléctrica que puede ser transformada desde una forma a otra. Los dos estados de energía importantes para el vidrio son: Calor: La energía infrarroja es la que experimentamos en la forma de calor de todos los días, como la luz del sol, un incendio, un radiador o una acera caliente. Esto está entre las secciones visibles y de microondas del espectro electromagnético.

3 La luz infrarroja tiene un rango de longitudes de onda desde la luz roja hasta la violeta. El porcentaje de energía radiante emitida por intervalo de unidad de longitud de onda es llamado función de la distribución de la energía espectral. Como se indica en el diagrama más abajo, solamente una banda angosta entre 380 nm y 780 nm del espectro solar recibida en la superficie de la tierra es visible al ojo humano, mientras que la radiación bajo 380 nm (ultravioleta) y alrededor de 3000 nm (casi infrarroja) y más allá es invisible. Cuando los rayos infrarrojos chocan con la superficie del vidrio, éstos son: reflejados, transmitidos o absorbidos. Reflexión La reflexión solar es la habilidad de la superficie de un material, vidrio en este caso, de reflejar la luz del sol (incluyendo la longitud de onda visible, infrarroja, y ultravioleta) en una escala de 0 a 1. La reflexión solar también se llama albedo. Un valor albedo de 0.0 indica que la superficie absorbe toda la radiación solar, y un valor albedo de 1.0 representa reflexión total. Indice de Reflexión Solar Es un valor que incorpora la reflexión y la emisión en un solo valor para representar la temperatura de un material en el sol. Este índice cuantifica cuan caliente se puede poner una superficie relativo al negro y blanco estándar. Se calcula usando ecuaciones basadas en valores medidos previamente de reflexión y emisión. Se expresa como fracción (0.0 a 1.0) o porcentaje (0% a 100%). Transmisión La transmisión es el porcentaje de luz visible o energía solar que, incidiendo en forma normal pasa directamente a través del vidrio. Por ejemplo, cuando la luz del sol choca con la superficie de un vidrio un porcentaje de luz es absorbida por el vidrio, otra parte se refleja de vuelta hacia la atmósfera y otra parte es transmitida a objetos cercanos o hacia abajo de la tierra.

4 Emisividad es la habilidad de la superficie de absorber o emitir la radiación electromagnética. El vidrio naturalmente tiene una alta emisividad. Sin embargo, cuando se utiliza un vidrio con un revestimiento de baja emisividad (Low E) la superficie del vidrio no absorbe la energía radiante si no que la refleja de vuelta hacia el interior mejorando el valor U del vidrio. Transmisión de Calor Solar: Es la cantidad total de calor que pasa a través del vidrio. Se mide a través del Coeficiente de Sombra. Absorción Todo el calor absorbido produce calor. El calor fluye desde las temperaturas más frías a las más calientes. Por esta razón, el calor producido por absorción eleva la temperatura del material por debajo de la superficie, que es conducida al material o disipada de la superficie a los alrededores por reirradiación, conducción, y convección. Luz: La luz de día o la luz visible está relacionada con la banda angosta del espectro electromagnético con longitudes de onda de 380 nm a 780 nm. Modificación de la luz por el Vidrio El vidrio permite el traspaso de la luz. La cantidad de luz transmitida puede ser modificada por reflexión y absorción. Reflexión Esto ocurre cuando la superficie de un material refleja un rayo de luz incidente. La reflexión expresa la fracción de la radiación incidente reflejada por el cristal. La reflexión puede ser transparente, difusa o una mezcla de ambas. Absorción Expresa la fracción de radiación incidente absorbida. Es la parte de la luz que se pierde en el cuerpo del vidrio. Transmisión Es la fracción de la radiación directamente transmitida a través del vidrio. Es la parte de la luz que queda después de la reflexión y absorción. La luz transmitida puede ser modificada por difusión, refracción o color. Difusión Esto ocurre cuando un rayo de luz transmitido se dispersa en varias direcciones, ya sea hacia la superficie del vidrio o por reflexión irregular de partículas en el vidrio.

5 Refracción Cuando la luz pasa a través de un material y entra a otro con un índice diferente de refracción la velocidad de la luz cambia. Exceptuando diferentes ángulos de incidencia, esto causa una curvatura del rayo de luz en el borde. Información de la transmisión lograda Información de la transmisión lograda con nuestros productos, se puede obtener en literatura técnica. Color Los tipos de vidrio con características especiales de transmisión lumínica y control solar, son siempre de color, a veces como resultado de los cambios hechos durante su fabricación tinteados y a veces por la aplicación de revestimientos especiales. Pilkington ofrece una amplia gama de productos de Control Solar, Térmicos y Tinteados. Reflexión Luz: La reflexión solar es la habilidad de la superficie de un material, vidrio en este caso, de reflejar la luz del sol (incluyendo la longitud de onda visible, infrarroja, y ultravioleta) en una escala de 0 a 1. La reflexión solar también se llama albedo. Un valor albedo de 0.0 indica que la superficie absorbe toda la radiación solar, y un valor albedo de 1.0 representa reflexión total. Indice de Reflexión Solar Es un valor que incorpora la reflexión y la emisión en un solo valor para representar la temperatura de un material en el sol. Este índice cuantifica cuan caliente se puede poner una superficie relativo al negro y blanco estándar. Se calcula usando ecuaciones basadas en valores medidos previamente de reflexión y emisión. Se expresa como fracción (0.0 a 1.0) o porcentaje (0% a 100%) Mayo 2014