El abecé de la iluminación natural
Por: Dr. Fernando Abruña, FAIA
De salida, el público lector debe entender que el tema amerita una discusión más amplia y mucho más espacio del que tenemos disponible; no obstante, en este artículo le ofrezco los conceptos básicos que operan al utilizar la iluminación natural como un recurso de diseño pasivo al momento de construir edificios sostenibles.
Para sintonizar la discusión, deberemos aclarar que el diseño pasivo supone el uso de estrategias que se incorporan al edificio mismo y que, típicamente, no requieren de equipos con piezas mecánicas que operen mediante el consumo de energía (usualmente eléctrica). Así, entonces, una ventana estratégicamente colocada en una pared puede ser un elemento pasivo que promueva la iluminación y la ventilación natural.
La iluminación natural ha sido utilizada desde que el ser humano se inició en su quehacer doméstico al habitar originalmente en cuevas formadas por la naturaleza. Para controlar la cantidad de luz que penetraba en estas primitivas viviendas, sus habitantes se acercaban o alejaban de la entrada de ellas según sus deseos de confort visual. Las antorchas que en la noche utilizaba actuaban a manera de lámparas.
Resultará evidente que la iluminación natural, contrario a la artificial (mediante el uso de lámparas que consumen energía), normalmente no utiliza electricidad y opera en función del movimiento aparente que el Sol hace diariamente de Este a Oeste, ruta que en nuestra latitud (18.5° Norte) toma con una ligera inclinación hacia el Sur durante la mayor parte del año. La ruta diurna del Sol nos alertará de que serán las orientaciones hacia el Este las que primero recibirán el beneficio de la luz natural y las del Oeste las que lo harán último antes del anochecer.
La inclinación hacia el Sur que el Sol toma en su travesía de Este a Oeste nos dice, además, que las orientaciones hacia el Sur recibirán mucha exposición solar, permitiendo la entrada de la luz natural, pero, a la misma vez, admitiendo la entrada substancial de la radiación solar que ocasiona el calor y la que no deseamos, por razones obvias, que entre al edificio.
Es importante entonces que, para mitigar la entrada del calor, utilicemos quiebrasoles horizontales. En las residencias, esto se logra construyendo aleros no menores de tres pies de profundidad. En las orientaciones hacia el Norte, tendremos el beneficio de recibir mucha luz natural reflejada de la bóveda celeste y de los alrededores sin recibir mucha radiación, como ocurre con las restantes orientaciones. Es principalmente por esta razón que en las fachadas de orientación Norte deben ubicarse la mayor cantidad de ventanas. La fachada Norte podrá protegerse con aleros de relativa poca profundidad. Las fachadas Este y Oeste podrán beneficiarse del uso de setos vegetativos que controlen el paso del sol temprano en la mañana y en la tarde, pero permitan la entrada de luz reflejada del entorno. La siguiente ilustración aclara el concepto:
Parecerá que no es un derroche de sabiduría decir que mientras más ventanas tengamos en un edificio, mejor y mayor cantidad de luz natural tendremos en su interior, pero cuidado con la entrada de la radiación sobre la que hemos comentado y con el potencial del desagradable y molesto deslumbre que ocurre cuando sobre-iluminamos un espacio interior.
Para potenciar la captura y el uso eficiente de la luz natural, será recomendable que las ventanas tengan la mayor altura permisible de piso a techo y que, en lo posible, se acerquen al plafón y a una pared. La siguiente ilustración aclara el concepto:
Al evaluar vidrios para ventanas, será prudente estudiar las especificaciones técnicas de la compañía manufacturera para asegurarnos de que seleccionamos unos que permitan la entrada de luz, pero que mitiguen, a la misma vez, la entrada de calor. Esta propiedad se determina mediante el coeficiente de acumulación de calor solar conocido en inglés como “solar heat gain coefficient” (SHGC). Sin entrar en los aspectos técnicos de este tema, bastará en este abecé decir que el valor fluctúa entre cero y uno y que, de forma general, un valor igual o menor de 0.40 será recomendable para promover la iluminación natural, mitigando la entrada de calor. El Consejo Nacional de Clasificación de Ventanaje (National Fenestration Rating Council) etiqueta las ventanas que pasan por sus pruebas de certificación con un pequeño rótulo engomado en la ventana que indica, entre otros, el coeficiente de acumulación de calor solar (SHGC). Una búsqueda con las siglas NFRC a través de Google será pertinente para aquellas personas que deseen adentrarse en los aspectos más técnicos de esta discusión.
Con relación al uso de tragaluces en los techos, no se requerirá de mayor argumentación para convencerle, público lector, de que es por éstos por donde mayor potencial de iluminación natural tendremos, sin embargo, es con los que deberemos tener más cautela para reducir la entrada del calor y potenciales filtraciones de agua. Por otro lado, es preferible tener muchos tragaluces distribuidos en un plafón que uno grande de un área equivalente. Esta estrategia permitirá una iluminación uniforme, evitando el posible deslumbre que ocasiona el más grande. La limitación principal de los tragaluces, con excepción de aplicaciones sofisticadas y relativamente costosas, es que éstos se limitan al techo. En edificios multipisos, será sólo el superior el que se beneficiará de esta estrategia. El hueco, la forma del tragaluz y el tipo de vidrio afectarán la manera en que la luz natural se distribuye en el interior como se ilustra a continuación.
Finalizaremos esta explicación hablando sobre el uso del color y de la reflexión de luz de las superficies. Sabido es que los colores claros reflejan más luz que los obscuros. El uso de colores claros en espacios interiores permitirá una penetración mayor de la luz natural al interior del edificio. Los coeficientes de reflexión se miden entre cero y uno. Así, por ejemplo, una superficie o color con un coeficiente de 0.20 supondrá un reflejo de tan solo 20% de la luz incidente y una absorción de 80%. De forma general, será recomendable utilizar superficies, materiales y/o colores interiores con un 25% de capacidad de reflexión para pisos, 50% para paredes y 75% para plafones.
La iluminación natural es un recurso fácilmente disponible que se puede incorporar de forma sencilla al diseño de edificios sostenibles. La iluminación natural redundará en un ambiente interior que, según ha quedado comprobado estadísticamente, promueve el aprendizaje, además de que reduce el ausentismo y disminuye los consumos de energía, -para mencionar beneficios relacionados con los diversos usos de los edificios.