Magnitudes Luminosas v575f

ILUMINANCIA LA LUZ La luz es un conjunto de ondas electromagnéticas que están dentro del intervalo de frecuencia que percibe o estimula el ojo humano. Corresponde a las longitudes de onda en el vacío entre 380 nm y 740 nm. Magnitudes Luminosas Sin tratar de profundizar en los conceptos y ecuaciones físicas, serán analizados aquellos conceptos que son fundamentales para el estudio y análisis de los sistemas de iluminación. Deslumbramiento. Distorsión o reducción en la habilidad para ver los objetos significativos, debido a una mala distribución de luminarias, existen distintos tipos de deslumbramientos (directo, indirecto o perturbado), siendo las causas de los mismos las fuentes luminosas y las superficies que reflejan luz. Flujo luminoso. El flujo luminoso (Φ) es la potencia emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Es la cantidad de luz que emite una fuente luminosa por unidad de tiempo. La unidad de flujo luminoso es el lumen (lm). La ecuación para el cálculo del Flujo Luminoso se muestra en la Ecuación N°1. Flujo luminoso.

Ecuación N°1. Flujo luminoso. Donde: Φ: Flujo luminoso en lúmenes (lm). Q: Cantidad de luz emitida por una fuente de luz (lm x seg.). t: Unidad de tiempo (seg.). La medida del flujo luminoso se realiza en el laboratorio por medio de un fotoelemento ajustado según la curva de sensibilidad fotópica del ojo a las radiaciones monocromáticas, incorporado a una esfera hueca a la que se le da el nombre de Esfera de Ulbricht en cuyo interior se coloca la fuente a medir. Los fabricantes dan el flujo de las lámparas en lúmenes para la potencia nominal. El flujo luminoso de las lámparas son los indicados en la documentación técnica de los fabricantes de las mismas. Intensidad luminosa.

Es la cantidad de luz emitida por una fuente de luz uniforme en una determinada dirección, su símbolo es la letra I y la unidad de medida se expresa en candelas (cd). La intensidad luminosa se puede definir también como la relación entre el flujo emitido en una determinada dirección y el ángulo sólido unitario. La ecuación para el cálculo de la Intensidad Luminosa se muestra en la Ecuación N°2. Intensidad luminosa.

Ecuación N°2. Intensidad luminosa.

Donde: I: Intensidad luminosa en candelas (cd). Φ: Flujo luminoso en lúmenes (lm). ω: Ángulo solido en estereorradianes (sr). Conviene hacer notar que la intensidad luminosa carece de significado a menos que se especifique la dirección de la radiación incidente o emitida. La intensidad luminosa según diferentes ángulos es un concepto más útil en la especificación de las características de lámparas y luminarias, y se representa gráficamente en forma de curvas de distribución de intensidades. Iluminancia (Nivel de Iluminación). Se denomina iluminancia (E) a la densidad del flujo luminoso incidente en una superficie. Cuando la unidad de flujo es el lumen y el área esta expresado en pies cuadrados, la unidad de iluminación es el Footcandle (fc). Cuando el área esta expresada en metros cuadrados, la unidad de iluminación es el lux (lx). 1 (fc) = 10.76 (Lx). La ecuación para el cálculo de la Iluminancia se muestra en la Ecuación N°3. Iluminancia.

Ecuación N°3. Iluminancia. Donde: E: Iluminancia en lux (lx).

Φ: Flujo luminoso que incide sobre la superficie (lm). A: Área de la superficie afectada por el flujo (m2). La medida del nivel de iluminación se realiza por medio de un aparato especial denominado luxómetro, que consiste en una célula fotoeléctrica que, al incidir la luz sobre su superficie, genera una débil corriente eléctrica que aumenta en función de la luz incidente. Dicha corriente se mide con un miliamperímetro, de forma analógica o digital, calibrado directamente en lux. Iluminancia media. Corresponde al promedio de valores de iluminancia medidos o calculados sobre un área determinada. Luminancia. Intensidad luminosa emitida en una dirección dada, por una superficie luminosa o iluminada (fuente secundaria de luz). Expresa el efecto de luminosidad que una superficie produce en el ojo humano. Las unidades de medida utilizadas son la cd/m2 y el lm/sr×m2. La ecuación para el cálculo de la Luminancia se muestra en la Ecuación N°4. Luminancia.

Ecuación N°4. Luminancia. Donde: L: Luminancia en candelas por metro cuadrado (cd/m2). I: Intensidad luminosa en candelas en la dirección emitida. A: Área de la fuente en metros cuadrados (m2). α: Ángulo comprendido entre el ojo del observador y la recta normal a la fuente. De manera independiente a la definición anterior, la luminancia resulta fundamental en la evaluación del deslumbramiento ya que determina la impresión de mayor o menor claridad producida por una superficie. De manera práctica se determina a partir de la iluminancia sobre una superficie y el grado de reflexión de la misma a través de la Ecuación N°5. Luminancia en función de la Iluminancia.

Ecuación N°5. Luminancia en función de la Iluminancia. Donde: L: Luminancia en candelas por metro cuadrado (cd/m2). ρ: Grado de reflexión de una superficie. E: Iluminancia en lux (lx). π: 3,14159. La medida de la luminancia se realiza por medio de un aparato especial llamado luminancímetro o nitómetro. Se basa en dos sistemas ópticos, uno de dirección y otro de medición. El de dirección se orienta de forma que la imagen coincida con el punto a medir, la luz que llega una vez orientado se ve convertida en corriente eléctrica y recogida en lectura analógica o digital, siendo los valores medidos en cd/m2. Luminancia media. Es la luminancia promedio, expresada en cd/m², medido en una zona comprendida entre 60 y 100 metros frente a la posición del observador. Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa. No toda la energía eléctrica consumida por una lámpara se transforma en la luz visible. Parte se pierde por calor, parte en forma de radiación no visible (infrarrojo o ultravioleta), etc. El rendimiento luminoso (ε) de una fuente de luz es la relación entre el flujo total emitido por la fuente y el suministro total de potencia de la fuente. En el caso de una lámpara eléctrica, el rendimiento se expresa en lúmenes por watt (lm/Watts). Mientras mayor sea mejor será la lámpara y menos más eficiente será. Su relación fundamental está dada por la Ecuación N°6. Rendimiento luminoso.

Ecuación N°6. Rendimiento luminoso. Donde: ε: Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa (lm/Watts). Φ: Flujo luminoso en lúmenes (lm). P: Potencia activa de la fuente (Watts). Si se lograse fabricar una lámpara que transformara sin pérdidas toda la potencia eléctrica consumida en luz a una longitud de onda de 555 nm., está lámpara tendría el mayor rendimiento posible, cuyo valor sería 683 lm/W.