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Aplicación 

Determinación de la reflectancia solar de una capa de pintura de acuerdo con la normativa JIS K5602

Las mediciones de reflectancia solar requieren instrumentos de alto desempeño ya que, de acuerdo con la normativa JIS K5602, deben utilizar una esfera de integración, un rango de medición de la longitud de onda de entre 300-2500 nm, y un ángulo de incidencia de la luz sobre la muestra no mayor que de 15º...

Las mediciones de reflectancia solar, de acuerdo con la normativa JIS K5602, deben utilizar una esfera de integración, un rango de medición de la longitud de onda de entre 300-2500 nm, y un ángulo de incidencia de la luz sobre la muestra no mayor que de 15º. La reflectancia especular de la muestra se determina en cada longitud de onda, en base a una reflectancia espectral del 100 % de una superficie blanca estándar calibrada por un organismo público. La reflectancia solar es obtenida mediante la ecuación 1 multiplicando los coeficientes de peso de la distribución espectral solar estándar y tomando un promedio pesado. La reflectancia solar se determina individualmente en tres rangos de longitud de onda: ultravioleta/visible (300-780 nm), infrarrojo cercano (780-2500 nm), y espectro total completo (300-2500 nm).


Ecuación 1

Ecuación 1

Ecuación 1

?e: reflectancia solar

?(?): reflectancia espectral (%)

E? x ??: coeficiente de peso para radiación solar estándar (W/m2)

?: longitud de onda (nm)

Ejemplo de una medición de capas de pintura

Se realizaron mediciones de reflectancia espectral sobre tres tipos de pintura aplicadas sobre papel para ensayos de contraste (Pintura 1, 2, 3), utilizando un espectrofotómetro Shimadzu UV-3600 con una esfera de integración ISR-3100, en las condiciones especificadas en la Tabla 1. Se colocó cada muestra frente a la esfera, como se muestra en la Fig. 1.


Fig. 1: Muestra colocada frente a la esfera de integración

Fig. 1: Muestra colocada frente a la esfera de integración

Los resultados se muestran en la Fig. 2. La Pintura 1 muestra una reflectancia menor que las otras dos a lo largo de todo el rango de longitud de onda. La Pintura 2 muestra una reflectancia equivalente a la Pintura 3 en el rango de infrarrojo cercano por encima de los 1200 nm, pero menor en el rango por debajo de esa cifra. La Pintura 3 muestra la más alta reflectancia a lo largo de todo el rango de longitud de onda.

A continuación se calculó la reflectancia solar de cada pintura, utilizando los valores medidos de reflectancia espectral y la Ecuación 1. La Tabla 6 muestra la reflectancia solar en cada rango de longitud de onda. Para realizar estos cálculos de acuerdo con la normativa JIS K5602, se utilizó un macro de Excel® desarrollado específicamente para calcular la reflectancia solar de capas de pintura. Este macro lee los datos medidos de reflectancia espectral, y automáticamente calcula la reflectancia solar en cada rango de longitud de onda. También muestra los espectros de la reflectancia espectral.








































InstrumentoEspectrofotómetro UV-3600, esfera de integración ISR-3100
Ángulo de incidencia
Rango300-2500 nm
Velocidad de barridoMedia
Separación de muestreo0,5 nm
Ancho de la rendija(20) nm
Light source switching wavelength290 nm
Grating switching wavelength720 nm
Detector switching wavelength870 nm

Tabla 1: Condiciones de medición.

Fig. 2: Resultados de la medición de la reflectancia espectral de las capas de pintura




























MuestraUltravioleta/visible 

(300-780 nm)
Infrarrojo cercano 

(780-2500 nm)
Espectro total 

(300-2500 nm)
Pintura 17,72 %74,67 %81,80 %
Pintura 237,51 %87,13 %36,78 %
Pintura 389,07 %56,48 %88,12 %

Tabla 2: Resultados del cálculo de la reflectancia solar de cada pintura.

Conclusiones

Los estándares JIS relacionados con las mediciones solares incluyen la norma JIS A5759, que cubre las capas de barniz usadas en la construcción, la norma JIS K5602, que cubre las capas de pintura, y la norma JIS R3106, que cubre los vidrios planos. En este artículo se comprueba el éxito del Shimadzu UV-3600 para este fin.

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