8.9.11

ILUMINACIÓN NATURAL

1. Introducción
Esta investigación indaga los efectos que pueden aportar la luz natural para recuperar espacios patrimoniales interiores, con problemas de iluminación y que por ello son susceptibles de abandono y poco sustentables por su baja eficiencia energética.
Mediante un trabajo interdisciplinario entre el campo de la percepción, la construcción, la física (óptica) y la historia, se ha logrado tratar edificaciones que son de interés patrimonial con problemas de deficiencia lumínico/ espacial y que, con propuestas creativas, harían más factible su resguardo. Las propuestas consisten en sistemas específicos de desvío y reflexión para la llegada y repartición de luz, de vistas – de otro modo imposibles- y de nueva dimensión espacial a los espacios interiores. La innovación está en las propuestas de diseño, el uso de materiales y tecnologías existentes.
El concepto de sustentabilidad -en sus tres áreas fundamentales social, económica y medioambiental- aplicado a la Arquitectura Patrimonial, históricamente se ha desarrollado en diseño tecnológico aplicable a los proyectos nuevos, no así en el patrimonio arquitectónico. Por otro lado, las proposiciones de sustentabilidad se limitan, en su mayoría, a elevar indicadores técnicos a bajo costo, ignorando casi siempre factores de percepción espacial y de calidad de vida que otorga el placer estético, a los que las soluciones eficientes no debieran ser ajenas para su difusión y éxito.
Al relacionar creativamente estos dos grandes desafíos de la arquitectura actual –conservación del patrimonio y mayor sustentabilidad- se postula que habría al menos dos cambios específicos de largo plazo, relativos al patrimonio y la arquitectura sustentable, que provocarían una transformación sinérgica en las ciudades:
1º - el mejoramiento en la relación de la arquitectura patrimonial de las ciudades con sus habitantes (espacios de la memoria), promueve su mantención y renovación con menor inversión que la construcción nueva, gran consumidora de energía. Esto gracias al mejoramiento en el confort y al incorporar diseño sustentable a bajo costo.
2º - la incorporación de la arquitectura patrimonial (y también arquitectura anónima existente) le otorga un enorme campo de trabajo a los arquitectos y amplía el campo del desarrollo tecnológico de la sustentabilidad.
Siendo el mejoramiento energético tratado con ingenios que enriquezcan la percepción y la gratificación estética de los espacios interiores lo que postulamos, se conciliaría patrimonio (la memoria) y sustentabilidad (eficiencia contemporánea y bajo gasto). Y por ser un tema muy amplio, lo limitamos al aspecto de eficiencia energética para la potenciación lumínica.
2. Dos supuestos
La arquitectura evoluciona hacia resolver problemas cada vez más complejos, y de manera más confortable y ambientalmente responsable. Se ha demostrado que simultáneamente es capaz de influir en la formación de pensamiento durante procesos directos de inferencia, y que condiciona el ‘pensamiento manifestativo’ en un feedback positivo. Si se suma que tanto el uso del color como la cantidad de luz pueden influir en el estado anímico de los usuarios, la arquitectura tiene hoy demandas perceptuales que van más allá de lo funcional y simbólico que le era consustancial. Y mientras las tareas de la vida urbana cotidiana se han sofisticado demandan cada vez más gasto en energía.
En este contexto, el primer supuesto considera el hecho que la arquitectura patrimonial radica generalmente en edificios con espacios inespecíficos que comparativamente se comportan de manera ineficiente en términos medioambientales y poco confortables para las actividades de hoy. Ello trae obsolescencia a la arquitectura patrimonial y genera su desvalorización, factor esencial que la hace susceptible de ser degradada y finalmente demolida.
El segundo supuesto plantea que la aplicación de los criterios de sustentabilidad -desde los puntos de vista social, económico y medio ambiental-, deben ir sumados al mejoramiento conjunto en la percepción, confort espacial y estético, para que se incremente en la arquitectura patrimonial una valoración que incentive su conservación. Se plantea que la aplicación de eficiencia energética/lumínica en la renovación espacial de los edificios con valor patrimonial, podría volver a hacerlos apreciados por la sociedad y gracias a esto tendrían más posibilidades de sobrevivir en ciudades donde existe escaso respeto por lo antiguo.
Esta estrategia de fomento para la conservación cuenta con la disponibilidad actual de una gama amplia de calidad de materiales con interesantes comportamientos a la luz. La aplicación intencionada de ellos para fenómenos de física y óptica, permiten hoy que la luz gratuita pueda ser ese factor de mejoramiento sustentable y de transformación perceptual, pudiendo operarse plásticamente: incrementar tamaños, reconfigurar superficies y trasladar intensidad lumínica e imágenes donde hacen falta.
3. Fenómenos físicos de interés para aplicar en arquitectura
A pesar de su apariencia inasible, la luz es el fenómeno capaz por sí solo de generar aquella trasformación sensorial que puede poner en vigencia la arquitectura del pasado. “Los físicos la han abordado con un enfoque científico, los pensadores religiosos en forma simbólica, los artistas y técnicos como algo práctico… pero todos hablan de aquello cuya naturaleza y sentido ha sido objeto de atención y veneración humanas durante siglos”.
Para entenderla desde un punto de vista operacional se define como el espectro visible de la energía solar que el ojo humano es capaz de percibir; una onda electromagnética perceptible entre 400 nanómetros (luz violeta) y 700 nanómetros (luz roja). En la arquitectura y en esta experiencia, la utilización de la luz mediante diferentes tecnologías es respaldada experimental y teóricamente por las leyes de la óptica geométrica (para fenómenos de reflexión y refracción) y la óptica física (fenómenos de difracción e interferencia).
La reflexión de la luz ha sido importante para esta investigación en cuanto a su comportamiento en las superficies, dependiendo de su tersura y color. En el fenómeno de la reflexión se han aprovechado: la reflexión especular y la reflexión difusa, correspondiente a la que sucede en superficies rugosas. Se emplea también el comportamiento de la reflexión en espejos cóncavos y convexos donde, debido a la dirección a la que emiten el reflejo, se generan interesantes imágenes y distorsiones aprovechables en arquitectura.
La refracción se aprovecha en el manejo del comportamiento de materiales transparentes o traslúcidos: porque cuando un rayo de luz incide sobre una superficie transparente, parte se refleja y parte se trasmite al segundo medio, es decir, se refracta. Vemos un cambio de dirección o deformación del objeto iluminado en la refracción porque cambia la velocidad de la luz pero no su frecuencia: si el rayo entra con un ángulo distinto de cero, “el rayo se desvía” y el efecto visual es una línea “quebrada” en el paso de un medio a otro. Esto sucede gracias a que la velocidad de la luz en cualquier material es menor que la velocidad de la luz en el vacío (índice de refracción, diferente para cada material o medio), de modo que al saber el índice de cada material es posible preverlo, medirlo y utilizarlo en arquitectura.
Un fenómeno más importante aún para su empleo en arquitectura, es que tal refracción no se produce si el ángulo de incidencia de un rayo que pasa de un medio de mayor a uno de menor índice, supera el ángulo crítico (medible través de la Ley de Snell): este fenómeno se denomina reflexión interna total. El haz de luz se refleja totalmente rebotando en la interface. Ello resulta importantísimo para el comportamiento de materiales transparentes que de ese modo guían o conducen la luz desde un extremo a otro, interiormente.
La difracción es un fenómeno que ha sido también estudiado para su utilización. Consiste en la dispersión y curvado aparente de las ondas cuando encuentran un obstáculo. La difracción ocurre en todo tipo de ondas y es un fenómeno de tipo interferencial y como tal requiere la superposición de ondas coherentes entre sí.
Si para la mecánica ondulatoria la interferencia es lo que resulta de la superposición de dos o más ondas, se aprovecha que ello resulta en la creación de un nuevo patrón de zonas más intensamente iluminadas y otras casi en la oscuridad total. La adición de luz se produce si la cresta de dos o más ondas coinciden en un mismo punto: se suman, resultando en una onda de mayor amplitud (más luminosidad). Lo mismo ocurre en la situación contraria pero con efecto opuesto: si la cresta de una onda se interfiere con la cresta en fase opuesta de otra, éstas se anulan. Menos luminosidad.
4. Estrategias de iluminación creativas y energéticamente eficientes
La luz, las texturas, el color, la proporción, la cantidad y forma de los elementos, así como la calidad de sus materiales -en su capacidad de reflexión y transparencia-, alteran la sensación espacial, en particular la atribución de tamaños y de significados (Letelier).
Adicionalmente, se conocen los efectos perceptivos que pueden lograrse mediante ‘equívocos visuales’, y las modificaciones espaciales que se obtienen con el sólo recurso de la luz natural. Se trata ahora de pasar de su etapa genérica simulada en espacios ideales, a la aplicación con fines útiles en la preservación de arquitectura notable; la que requiere incorporarse sin temor y creativamente a la modernidad, sin dejar a un lado la memoria, siempre y constantemente incluida en la vida de las ciudades.
Los ejemplos que se muestran a continuación fueron obtenidos mediante la experimentación del curso de Percepción entre los años 2005 y 2008. En ellos se aplicaron los principios físicos mencionados anteriormente en el pasillo del Boque A de la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Chile, un edificio particularmente emblemático para los estudiantes y de gran valor patrimonial. Sólo el empleo de la luz natural en nuevos materiales incorporados y sus fenómenos asociados, lograron su transformación.
Fenómeno de reflexión en tres tipos de superficies reflectantes: una reflectante transparente (acrílico), otra reflectante no transparente (metal). El resultado es esta indefinición de los límites y la confusión de lo real con lo irreal. El empleo de estas situaciones arquitectónicas hace materializar el concepto de los “no-lugares”, definidos como característicos de la contemporaneidad, por el etnólogo francés Marc Auge, en los años 90. En el 1º ejemplo se superponen además las líneas verticales y horizontales de los reflejos (de las lucarnas acrílicas de reflexión interna total) v/s las transparencias (envigado de piso).




Coloración de la luz: el uso de cristales con color o superficies reflectantes de color, tiñe con diferentes calidades la superficie donde se refleja. En el 2º ejemplo la luz se filtra a través de la canaleta rellena de agua lo que, por el fenómeno de difracción, se deforma la luz que sale hacia el interior del pasillo.

Fenómenos de reflexión deformada en espacios interiores. La deformación se da por la curvatura de la superficie reflectora. A este fenómeno se suma el fenómeno de refracción y reflexión total interna que permite la conducción de la luz a través de tubos, pelos y placas de acrílico.



Fenómeno de reflexión y deformación de la luz por su incidencia sobre superficies planas y curvas. Las líneas de luz que provienen del entramado de cielo, adquieren movimiento, quiebres y nuevas formas a distintas horas del día. La creación de la figura de luz reflexión en el piso, acentúan esta transformación.

Fenómeno de difracción / interferencia y coloración de la luz por el uso de cristales con color. Además de la deformación circular de las ondas de luz, se pueden observar las zonas radiales con más luz (sumatoria constructiva) o menos luz (anulación de ondas) descrito en el fenómeno de interferencia.

Sofía Letelier
Cecilia Wolff
Amanda Fuentes