How light interacts with glass: the science explained
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Discover how the interaction of light and glass products can be harnessed in structural glazing projects.
El vidrio es un material que interactúa con su entorno de maneras fascinantes. Al instalar vidrio, no solo se construye una barrera, sino que también se controla el entorno: fundamentalmente, la cantidad de calor y luz que lo atraviesa.
En lo que respecta a la luz, no se trata simplemente de bloquearla o dejarla pasar. Esto se debe a que la luz se comporta de maneras extrañas. Puede reflejarse, refractarse, absorberse, difractarse o dispersarse.
Este comportamiento es extraño, pero se rige por principios científicos. Estos principios son manipulados y aprovechados por fabricantes y arquitectos para lograr efectos estéticos.
En este artículo, analizamos seis comportamientos clave de la luz y cómo influyen en la producción y el uso del vidrio en entornos domésticos y comerciales.
¿Qué es la luz?
El Sol emite un espectro de longitudes de onda conocido como «radiación electromagnética». Diferentes longitudes de onda corresponden a distintos tipos de luz.
Las microondas y las ondas de radio, por ejemplo, están en el extremo largo del espectro, mientras que los rayos X y los rayos ultravioleta (UV) tienen longitudes de onda mucho más cortas.
La luz natural viaja del Sol a la Tierra. A diferencia de las ondas sonoras, la luz no necesita un medio para atravesarla. En cambio, puede viajar a través del vacío del espacio.
Cuando la luz incide en un objeto, este puede comportarse de diferentes maneras. Esto dependerá del tipo, la forma y la composición del material con el que entre en contacto.
6 formas en que la luz interactúa con el vidrio
Las ondas y partículas de luz interactúan con el vidrio de seis maneras clave. Estas se ven afectadas por el tipo de luz que incide sobre el vidrio, así como por su composición química.
Los fabricantes de vidrio y los arquitectos aprovechan algunos de estos comportamientos para lograr un efecto estético. Otros son accidentes que pueden tolerarse o minimizarse.
1. Transmisión
La transmisión se produce cuando la luz atraviesa un medio sin reflejarse, dispersarse ni absorberse. Una ventana estándar sin ningún patrón, color ni acabado permite el paso de toda la luz.
El vidrio opaco hace imposible la transmisión de luz, mientras que una pieza de vidrio translúcido (una puerta de ducha esmerilada, por ejemplo) dejará pasar algo de luz, pero no toda.
Transmission can be manipulated for aesthetic effect by the inclusion of coloured interlayers in laminated glass or by frosting, tinting and other translucent effects.
Then there's
switchable smart glass, which can switch from transparent to translucent to opaque at the touch of a button.
2. Reflexión
Tanto la luz como el sonido se reflejan en ciertos materiales. En el caso de la luz, las superficies lisas son las más reflectantes. Por eso, un espejo de cristal perfectamente liso te muestra una imagen nítida de tu rostro, mientras que tu reflejo se ve borroso cuando miras el agua en movimiento.
Historically,
mirror glass was produced by polishing glass. Today, it's typically made by applying a reflective coating to glass. When finished, it can be
sandblasted or
digitally printed with designs. These block out some of the reflections without compromising the reflectiveness of the glass as a whole.
3. Refracción
La frase «la velocidad de la luz» podría sugerir que siempre viaja a la misma velocidad. De hecho, la luz viaja a diferentes velocidades a través de distintos medios, y al pasar de un medio a otro, suele cambiar de velocidad.
Esto desvía la luz, algo que habrá observado cualquiera que haya estado delante de una vidriera en un día soleado.
La refracción se ha utilizado en acristalamiento estructural. Un ejemplo es la Casa Refracción en Yakarta, Indonesia. Se trata de un edificio de planta profunda, donde la distancia horizontal entre paredes es mucho mayor que la vertical entre plantas.
Este tipo de edificios presentan dificultades para una iluminación eficiente. Los arquitectos de Refraction House solucionaron este problema sustituyendo las paredes por bloques de vidrio. Estos refractaban la luz natural hacia el núcleo del edificio.
La Casa de la Refracción fue un proyecto a gran escala, pero la refracción también puede utilizarse a menor escala. Las casas ecológicas a veces tienen paredes hechas de botellas y frascos de vidrio. Estos refractan la luz más que una ventana tradicional, creando un atractivo juego de luz y color.
4. Difracción
Al proyectar luz a través de un prisma, esta se propaga en los colores del arcoíris. Este movimiento de flexión y propagación se conoce como «difracción».
Este es un comportamiento de la luz poco utilizado en acristalamientos estructurales. Los arcoíris son más bien una feliz coincidencia cuando la luz incide en el vidrio de una manera determinada, en lugar de un efecto aprovechado deliberadamente.
5. Absorción
A diferencia del calor, la luz es intangible. Si te colocas bajo una fuente de luz, ya sea natural o artificial, podrías sentir su calor, pero no la luz en sí.
Sin embargo, el lenguaje que rodea el movimiento de la luz es sorprendentemente activo. Los fotones chocan con los materiales y excitan a los electrones a estados superiores.
Cuando esto sucede, el fotón no atraviesa el objeto, sino que es absorbido.
Al fabricar vidrio, buscamos la mínima absorción posible. Factores como el grosor del vidrio y su composición química pueden aumentar o disminuir la absorción.
Estos deben ser controlados por los fabricantes para garantizar que la intensidad de la luz no disminuya en el otro lado del vidrio (a menos que sea intencionalmente, como con los tipos de vidrio translúcidos u opacos).
6. Dispersión
La última forma en que la luz interactúa con el vidrio se conoce como "dispersión".
Cuando la luz se refleja, entra un rayo y sale otro. Cuando se dispersa, entra un rayo y salen muchos.
La mayoría de los objetos del mundo son superficies que dispersan la luz, desde la piel hasta los muebles de la habitación. Por lo tanto, el vidrio también puede dispersarla.
Al proyectar un rayo de luz sobre una pantalla de plástico blanca, por ejemplo, este se dispersa en muchos ángulos diferentes. Esto es visible para el ojo humano desde cualquier ángulo.
Sin embargo, con vidrio simple la dispersión sólo se observa cuando hay defectos en el vidrio.
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