Las magnitudes luminotécnicas son magnitudes físicas que describen las diferentes características de la luz.
La luz se define como: “la energía radiante que es capaz de excitar la retina del ojo humano y producir una sensación visual”. Además de ser vital para la visión, es también un fenómeno físico complejo que sigue las leyes del electromagnetismo.
En el vacío, la luz se desplaza a una velocidad de c = 300.000 km/s. Al pasar por materiales como el agua o el vidrio, la luz se desacelera debido a las propiedades ópticas de estos medios, un fenómeno conocido como índice de refracción.
La luz, al igual que otras ondas ondulatorias, se caracteriza por los parámetros:
λ = longitud de onda (distancia entre 2 ondas consecutivas)
f = frecuencia (número de ondas o ciclos en un tiempo de 1 segundo)
Y entonces, la velocidad de la luz c, será:
El ojo humano es más sensible a la luz de longitud de onda cercana a los 555 nanómetros, correspondiente al color amarillo verdoso. Sin embargo, nuestra percepción visual se limita a un rango específico del espectro electromagnético, desde los 380 nanómetros (violeta) hasta los 760 nanómetros (rojo).
Por tanto, las ondas con longitudes de onda más cortas que la de la luz: λ < 380 nanómetros (o mayor frecuencia) se les llaman radiación ultravioleta.
Por el contrario, a las ondas con longitudes de onda más largas que la de la luz: λ > 760 nanómetros (o menor frecuencia) se les llaman radiación infrarroja. Ambas radiaciones no son apreciadas por la retina del ojo humano, no pudiendo ser considerada como luz.
El cálculo de la iluminación requiere un sólido conocimiento de magnitudes de la luz fundamentales como el flujo luminoso Φ, la intensidad luminosa I, la iluminancia E, la luminancia L y la eficiencia luminosa ε.
Flujo Luminoso
El flujo luminoso Φ es la cantidad de luz que emite una fuente de luz en todas las direcciones del espacio. Sería la energía luminosa E emitida por unidad de tiempo t por una fuente luminosa, dándonos idea de la potencia luminosa (P = E / t) de una lámpara.
Su unidad es el lumen (lm).
Símil hidráulico: Correspondería al flujo de agua que se produce cuando se perfora una esfera llena de agua, permitiendo que el líquido se disperse en todas direcciones de manera uniforme.
Ejemplos:
Intensidad Luminosa
La intensidad luminosa I es el flujo luminoso Φ que se produce en una dirección dada por la unidad de ángulo sólido Ω. Nos sirve para saber el flujo que se distribuye en cada dirección del espacio.
La unidad de medida de la intensidad luminosa es la candela (cd).
Símil hidráulico: Correspondería a la fuerza con la que el agua es proyectada en una dirección determinada.
Proporcionar valores precisos de candelas para diferentes tipos de lámparas es un poco complicado. Por ejemplo, en las lámparas LED, la distribución de la luz es muy variable y depende de factores como el ángulo de apertura, la forma del reflector y el diseño de los LED (disposición y tipo de LED utilizados).
En general, las lámparas suelen tener una intensidad luminosa I que podría variar aproximadamente desde pocos centenares de candelas hasta alcanzar decenas de miles o incluso cientos de miles de candelas, según el flujo de la lámpara y de los factores mencionados.
La fórmula de la intensidad luminosa es la siguiente:
donde:
I = intensidad luminosa (candela)
Φ = flujo luminoso (lumen)
Ω = ángulo sólido (estereorradián)
Ángulo Sólido
El ángulo sólido Ω se mide en estereorradián (sr).
Para obtener el ángulo sólido de 1 estereorradián, se situaría un cono en el interior de una esfera de 1 m de radio, estando el vértice del cono en el centro de la esfera. La abertura del cono correspondiente a 1 estereorradián sería tal que la superficie de corte entre el cono y la esfera fuera de S = 1 m2.
La superficie total de una esfera se calcula mediante la fórmula S = 4π · r2. Así, si la esfera tiene un radio de r = 1 m, su superficie será de S = 4π m2. En estas condiciones, el ángulo sólido de Ω = 1 estereorradián cubrirá una superficie de la esfera de S = 1 m2 .
Podemos concluir que la esfera completa tendrá un ángulo sólido total de Ω = 4π estereorradianes, más o menos 12,57 estereorradianes. Al estar midiendo ángulos, no importa el tamaño de la esfera. Sea cual sea el radio de esta, una esfera completa siempre tendrá 4π estereorradianes.
Por tanto, el ángulo sólido correspondiente a Ω = 1 estereorradián abarca una fracción de 1/12,57, más o menos 8% del total de la esfera.
Ángulo Sólido de una Esfera
Según lo dicho, para una esfera de radio r, hay una clara relación entre ángulo sólido Ω, superficie S y radio r. Para una esfera completa de superficie S = 4π · r2, como el ángulo sólido es Ω = 4π sr, se cumple que:
Ángulo Sólido de un Cono o una Pirámide
Para un cono o una pirámide, de altura “d” y de área en la base “S”, el ángulo sólido Ω se calcularía por analogía como:
Esta fórmula es una aproximación válida cuando la distancia d es mucho mayor que el área S de la base. Además, la fórmula asume que la base del cono o pirámide es plana.
Iluminancia
La iluminancia E es el flujo luminoso Φ recibido por unidad de superficie S.
Su unidad es el lux o lumen/m2 (lm/m2).
Símil hidráulico: Correspondería a la cantidad de agua que recibe una superficie determinada.
La iluminancia es una medida que nos indica la cantidad de luz que incide sobre una superficie determinada. Es decir, nos va a decir cómo de iluminada está una superficie.
La iluminancia E es una de las magnitudes luminotécnicas fundamentales, pues supone el valor de partida en cualquier cálculo de alumbrado:
– Iluminación en interiores: para asegurar que los espacios interiores tengan la cantidad de luz adecuada para realizar diferentes actividades (trabajar, estudiar, leer, etc.).
– Iluminación en exteriores: para garantizar la seguridad en lugares como carreteras, calles y plazas, donde se requiere una cierta cantidad de iluminancia.
Su fórmula es la siguiente:
donde:
E = iluminancia (lux)
Φ = flujo luminoso (lumen)
S = superficie iluminada (m2)
Para determinar la iluminancia, se emplea un luxómetro. Este instrumento posee una célula fotoeléctrica que, al ser expuesta a la luz, genera una corriente eléctrica directamente proporcional a la cantidad de luz que incide sobre ella. Esta corriente es medida por un miliamperímetro calibrado en lux.
Ejemplos:
Es importante tener en cuenta que existen normativas y recomendaciones específicas sobre los niveles de iluminancia en diferentes países y regiones.
Estas normas suelen establecer los valores mínimos de iluminancia para garantizar la seguridad y el bienestar de las personas.
Luminancia
La luminancia L es la intensidad luminosa I reflejada en una dirección dada, por unidad de superficie aparente Sap vista por el ojo humano.
Su unidad es la candela/m2 (cd/ m2).
Símil hidráulico: Correspondería a la cantidad de agua que rebota en una superficie dependiendo de su porosidad y rugosidad, es decir, de la capacidad de absorción del material de la superficie.
Su fórmula es la siguiente:
donde:
L = luminancia (candela/m2)
I = intensidad luminosa (candela)
Sap = superficie aparente (m2)
Se observa que las magnitudes básicas de las que depende la luminancia son la intensidad luminosa I y la superficie aparente Sap.
Si el ángulo de visión es perpendicular a la superficie iluminada coincidirán la superficie iluminada S y la superficie aparente Sap.
Sin embargo, si el ángulo de visión forma un ángulo α con la perpendicular a la superficie iluminada, la superficie aparente Sap será inferior a la superficie iluminada S, es decir que:
En la siguiente figura se observa que el ángulo α es el que forma la superficie iluminada S con la superficie aparente Sap (perpendicular a la línea de visión considerada), o bien, el ángulo entre la línea de visión y la línea perpendicular a la superficie iluminada S.
La luminancia L es la sensación de brillo que percibimos al observar un objeto. Representa la sensación luminosa producida en la retina del ojo humano al observar una superficie iluminada.
Esta percepción depende tanto de la cantidad de luz que incide en la superficie como de la posición del observador y de las características intrínsecas de la superficie (color, textura, material, etc.).
Ejemplo: Un libro podrá estar recibiendo la iluminación de 500 lux, pero según el brillo de sus páginas, una de ellas podría estar reflejando 120 cd/m2 y otra 25 cd/m2.
Básicamente, la diferencia entre luminancia e iluminancia es que, la iluminancia nos dice cuánta luz llega a una superficie, mientras que la luminancia nos dice cuánta luz sale de esa superficie.
Eficacia Luminosa
La eficacia luminosa ε indica el flujo luminoso Φ emitido por una fuente de luz por unidad de potencia eléctrica P consumida.
Su unidad es el lumen/W (lm/W).
Su fórmula es la siguiente:
donde:
ε = eficiencia o eficacia luminosa (lumen/W)
Φ = flujo luminoso (lumen)
P = potencia eléctrica (W)
Dentro las magnitudes luminotécnicas, la eficiencia luminosa es una magnitud de gran importancia puesto que nos va a ayudar a reducir el consumo de energía eléctrica. Un valor alto de eficiencia luminosa indica que la fuente produce más luz con menos consumo eléctrico.
Las tecnologías LED, por ejemplo, suelen tener una eficiencia luminosa mucho mayor que las incandescentes o fluorescentes. La luz cálida suele tener una eficiencia ligeramente menor que la luz fría. También puede influir en la eficiencia la forma y los materiales de la luminaria.
Por otro lado, el rendimiento o eficiencia óptica luminosa de la luminaria, indica cuánta luz generada inicialmente por la lámpara se "pierde" dentro de la propia luminaria antes de ser emitida al exterior.
donde:
ϕLE = flujo luminoso emitido por la luminaria. Es la cantidad total de luz (medida en lúmenes) que sale de la luminaria una vez que la fuente de luz está instalada en ella.
ϕL = flujo luminoso de la lámpara. Es la cantidad total de luz (medida en lúmenes) que emite la fuente de luz por sí sola, sin estar dentro de la luminaria. Este valor suele venir especificado por el fabricante de la lámpara.
Los factores que afectan el rendimiento η (%) son las pérdidas por absorción en reflectores o difusores, diseño óptico de la luminaria, calidad de los materiales componentes y temperatura de trabajo del sistema. Suele oscilar entre el 60% y el 95%.
Ejercicios Resueltos de Magnitudes Luminotécnicas
A continuación, se presentan 6 ejercicios resueltos del cálculo de las magnitudes luminotécnicas básicas utilizadas en la luminotecnia.
Preguntas Frecuentes sobre las Magnitudes Luminotécnicas
¿Cuáles son las magnitudes luminosas?
Las magnitudes de la luz son parámetros físicos que describen sus características, esenciales para el diseño y la evaluación de sistemas de iluminación.
La luz, definida como energía radiante capaz de estimular la retina y producir visión, se rige por propiedades como la longitud de onda (λ) y la frecuencia (f), relacionadas por la velocidad de la luz (c = λ · f).
Las magnitudes luminosas básicas son:
● Flujo luminoso (ϕ): cantidad total de luz emitida por una fuente en todas direcciones, medida en lúmenes (lm). Ejemplo: una bombilla LED puede emitir entre 800-1600 lm.
● Intensidad luminosa (I): flujo emitido por unidad de ángulo sólido (Ω), en candelas (cd). Depende de la dirección y se calcula como I = ϕ / Ω.
● Iluminancia (E): flujo recibido por unidad de superficie, en lux (lx = lm/m²). Usada para normativas de iluminación (ej.: 500 lx en zonas de lectura).
● Luminancia (L): intensidad luminosa reflejada por una superficie aparente, en cd/m². Determina el "brillo" percibido (ej.: un papel blanco bajo 500 lx puede reflejar 120 cd/m²).
● Eficiencia luminosa (ε): relación entre flujo emitido y potencia consumida (P), en lm/W. Las LED superan 100 lm/W, frente a los 15 lm/W de las incandescentes.
¿Cuáles son las unidades de medida de la iluminación?
Las magnitudes luminosas se miden mediante unidades específicas que cuantifican diferentes aspectos de la luz y su percepción:
● Unidades de medida de la iluminación (luz incidente)
– Lux (lx): mide la iluminancia, es decir, el flujo luminoso (en lúmenes) que incide sobre una superficie (1 lx = 1 lm/m²). Se usa para evaluar niveles de luz en espacios (ej.: 500 lx en una oficina, 10 lx en una calle residencial). Representa la unidad de medida de la luminosidad en una superficie.
● Unidades de medida de la luz emitida o percibida
– Lumen (lm): cuantifica el flujo luminoso total emitido por una fuente en todas direcciones (ej.: una bombilla LED de 800 lm).
– Candela (cd): mide la intensidad luminosa en una dirección concreta (1 cd = 1 lm/sr). Importante en focos y proyectores.
– Candela por metro cuadrado (cd/m²): unidad de luminancia, que indica el brillo percibido de una superficie (ej.: una pantalla LED puede alcanzar 300 cd/m²).
● Unidad de medida de la eficacia luminosa
– Lumen por vatio (lm/W): expresa la relación entre la luz emitida (lm) y la potencia consumida (W). Las lámparas LED superan los 100 lm/W, frente a los 16 lm/W de las incandescentes.
¿Cómo se mide el alumbrado?
El alumbrado se mide evaluando diferentes parámetros luminotécnicos mediante instrumentos especializados. La principal magnitud medida es la iluminancia, que cuantifica la cantidad de luz que incide sobre una superficie y se expresa en lux (lx).
El aparato que se utiliza para medir la iluminación es el luxómetro, un dispositivo portátil que incorpora una célula fotosensible que convierte la energía luminosa en señal eléctrica, mostrando directamente los valores en lux.
El proceso para medir con un luxómetro es el siguiente:
1º) Colocando el sensor del luxómetro paralelo a la superficie a medir
2º) Evitando sombras propias del operador
3º) Tomando múltiples puntos de medición
4º) Considerando el tiempo de adaptación del instrumento (1-2 minutos)
Para mediciones profesionales se recomiendan luxómetros clase C (precisión ±5%) o mejor. Algunos modelos avanzados permiten:
– Registrar mediciones en el tiempo (data-logging)
– Conectarse a sistemas de control
– Medir temperatura de color (CCT) e índice de reproducción cromática (CRI)
En proyectos de alumbrado público, se complementa con medición de luminancia (cd/m²) usando luminancímetros, importante para evaluar el deslumbramiento y el confort visual.
¿Qué significa el lumen?
El lumen (lm) es la unidad del Sistema Internacional que mide el flujo luminoso (ϕ), es decir, la cantidad total de luz visible emitida por una fuente en todas direcciones por unidad de tiempo.
Técnicamente, 1 lumen equivale al flujo luminoso emitido dentro de un ángulo sólido de 1 estereorradián por una fuente puntual uniforme con intensidad de 1 candela (1 lm = 1 cd·sr).
Si los vatios (W) indican cuánta energía consume una lámpara, los lúmenes nos dicen cuánta luz útil está produciendo. Cuanto mayor sea el número de lúmenes, más brillante percibiremos la luz.
El lumen tiene en cuenta cómo el ojo humano percibe las diferentes longitudes de onda de la luz. Es decir, pondera la luz según nuestra sensibilidad visual. Por ejemplo, somos más sensibles a la luz verde-amarillenta que al rojo o al azul, y esto se refleja en la medida del lumen.
Al ver las especificaciones de una lámpara o una linterna, los lúmenes nos darán una buena idea de qué tan brillante será la luz que emite en general. Es un dato clave para elegir la lámpara.
¿Qué significa intensidad luminosa?
La intensidad luminosa (I) es una magnitud fotométrica que cuantifica la potencia luminosa emitida por una fuente de luz en una dirección específica. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es la candela (cd).
La intensidad luminosa es por definición:
I = ϕ / Ω
(ϕ = flujo luminoso en lúmenes; Ω = ángulo sólido en estereorradianes)
La intensidad luminosa se puede calcular con la fórmula:
I = E · d2
Donde:
E = iluminancia (lux) que llega a un punto de una superficie perpendicular al rayo luminoso
d = distancia entre el foco luminoso y el punto considerado
Es una medida direccional (a diferencia del flujo luminoso total) y depende críticamente del diseño óptico de la fuente luminosa, que determina el alcance de proyectores y sistemas ópticos, evita deslumbramientos en alumbrado público y permite optimizar la distribución luminosa en aplicaciones de arquitectura.
Por ejemplo, los faros de los automóviles usan reflectores parabólicos para maximizar la intensidad luminosa direccional.
Una vela estándar tiene ≈1 cd (de ahí el nombre "candela") y una lámpara LED puede alcanzar 100-1.000 cd en su eje.
¿Qué es el ángulo sólido en iluminación?
El ángulo sólido (Ω) es una medida tridimensional que cuantifica cuánto "abarca" una fuente de luz en el espacio, similar a cómo un ángulo plano mide apertura en 2D. En iluminación, es clave para calcular magnitudes como la intensidad luminosa. Es la extensión tridimensional de un ángulo.
Por ejemplo, supongamos que estamos sosteniendo una linterna. La luz que emite se expande formando un cono. El ángulo sólido describe la "amplitud" o "apertura" de ese cono de luz.
La unidad SI del ángulo sólido es el estereorradián (sr), donde 1 sr cubre un superficie de 1 m² sobre una esfera de 1 m de radio, si la fuente de luz estuviera situada en el centro de dicha esfera.
Se calcula el ángulo sólido de la siguiente manera:
Ω = S / r2
(S = área proyectada, r = radio de la esfera)
Una esfera completa son 4π sr, aproximadamente 12,57 sr, equivalente a toda la luz emitida en todas direcciones.
La relación del ángulo sólido con la intensidad luminosa es:
I = ϕ / Ω
(ϕ = flujo luminoso en lúmenes)
¿Qué instrumento se utiliza para medir la intensidad de la luz?
El instrumento principal para medir la intensidad luminosa (en candelas, cd) es el fotómetro de intensidad luminosa, aunque existen varios dispositivos especializados según la aplicación:
● Fotómetro de haz estrecho:
– Mide la intensidad luminosa en direcciones específicas
– Usado para evaluar faros, proyectores y luminarias direccionales
– Precisión típica de ±3% a ±5%
● Goniófotómetro:
– Dispositivo que mide la distribución angular completa de intensidad
– Combina un brazo giratorio con fotodetector de alta precisión
– Esencial para certificar luminarias según normas EN 13032 e IES LM-79
● Esfera integradora:
– Mide el flujo luminoso total (lúmenes) que luego se convierte a intensidad
– Requiere cálculos geométricos para determinar candelas
– Usada en combinación con software especializado
Estos instrumentos deben calibrarse regularmente con lámparas patrón (como las de tungsteno-halógeno) y operarse en condiciones controladas (temperatura 25±1°C, humedad <65%). La medición sigue el principio de la ley de la distancia inversa al cuadrado (I = E·d²), donde E es la iluminancia medida a distancia d de la fuente.
La norma CIE S 025 establece los requisitos mínimos para estos instrumentos de medición fotométrica.
¿Cuál es la diferencia entre la intensidad luminosa y el flujo luminoso?
Tanto el flujo luminoso como la intensidad luminosa indican cuánta luz produce una lámpara, pero el flujo luminoso (lúmenes) indica la producción total de luz de la lámpara en todas direcciones y la intensidad luminosa (candelas) especifica cuánta luz va en cada dirección concreta.
El flujo luminoso es una magnitud escalar (total sin dirección). Es el valor global que aparece en las características técnicas de una lámpara, determinando su eficiencia energética. Por ejemplo, una lámpara esférica emite 1.000 lm en todas direcciones por igual. El flujo total determina la eficiencia energética de una lámpara.
La intensidad luminosa es una magnitud vectorial (depende de la dirección). Su valor depende del diseño óptico de la lámpara (reflectores o lentes), siendo esencial para diseñar reflectores y sistemas ópticos. Por ejemplo, esa misma lámpara de 1.000 lm puede emitir 80 cd si se coloca en un reflector estrecho (haz concentrado) o 5 cd si se difunde en un globo opalescente (luz dispersa).
¿Qué significa iluminancia?
La iluminancia (E) es una magnitud fotométrica que mide la cantidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie por unidad de área. Se expresa en lux (lx), donde 1 lx equivale a 1 lumen por metro cuadrado (1 lx = 1 lm/m²).
El concepto físico es:
E = ϕ / S
(ϕ = flujo luminoso en lúmenes; S = superficie en m²)
La iluminancia sigue la Ley de la distancia inversa al cuadrado, que indica que cuanto más lejos esté la superficie de la fuente de luz, menor será la iluminancia:
E = I / d²
(I = intensidad luminosa en cd; d = distancia en metros)
Además, el ángulo con el que la luz incide sobre la superficie también afecta a la iluminancia, siguiendo la Ley del coseno del ángulo de incidencia. La iluminancia máxima se da cuando la luz incide perpendicularmente a la superficie.
Por ejemplo, según normativas de iluminación, las oficinas deberían tener 500-1.000 lx, los quirófanos 15.000-25.000 lx y el alumbrado público: 5-30 lx.
La iluminancia determina la visibilidad y confort visual en espacios, siendo la base para cálculos de eficiencia energética en instalaciones.
¿Cuál es la diferencia entre lumen y lux?
El lumen (lm) y el lux (lx) son unidades fotométricas relacionadas pero miden conceptos distintos. Mientras los lúmenes indican "cuánta luz produce" una lámpara, los lux nos dicen "cuánta luz recibe" una superficie concreta:
– Para elegir lámparas se comparan lúmenes (flujo total)
– Para verificar instalaciones se miden lux (iluminación recibida). Normativas como UNE-EN 12464-1 especifican niveles de lux requeridos en diferentes espacios (ej. 500 lux en oficinas)
1º) Lumen (lm):
● Unidad de flujo luminoso
● Mide la cantidad total de luz emitida por una fuente en todas direcciones
● Es una propiedad intrínseca de la fuente luminosa
● Ejemplo: Una bombilla LED puede emitir 800 lúmenes, independientemente de dónde se instale
2º) Lux (lx):
● Unidad de iluminancia
● Mide la cantidad de luz que llega a una superficie
● Depende de la distancia a la fuente y su distribución angular
● 1 lux = 1 lumen por metro cuadrado (1 lx = 1 lm/m²)
● Ejemplo: Los mismos 800 lúmenes pueden producir 200 lux en una mesa a 1 m de distancia y 50 lux si se aleja a 2 m (ley del cuadrado inverso).
¿Qué significa la luminancia?
La luminancia es la magnitud que se relaciona directamente con nuestra percepción del brillo. Es fundamental en áreas como el diseño de pantallas, la iluminación de interiores para evitar el deslumbramiento y en cualquier situación donde la apariencia visual de las superficies sea importante.
Por ejemplo, supongamos que estamos viendo diferentes objetos iluminados en una habitación. Algunos nos parecerán más brillantes que otros, aunque estemos recibiendo la misma cantidad de luz. La luminancia nos dice qué tan brillante nos parece, como observadores, esa superficie que estamos mirando.
No se trata solo de cuánta luz llega al objeto (eso sería la iluminancia), sino de cuánta de esa luz sale del objeto en dirección a nuestros ojos.
La luminancia depende de la dirección desde la que estamos observando la superficie. Una superficie puede parecer más brillante desde un ángulo que desde otro.
La unidad oficial es la candela por metro cuadrado (cd/m²), que es una medida de la "intensidad de brillo" que vemos por cada porción de la superficie que estamos mirando. Cuanto mayor sea el número, más brillante nos parecerá esa superficie.
¿Qué aparato mide la luminancia?
El parámetro de luminosidad, técnicamente llamado luminancia, se mide con un luminancímetro, un dispositivo especializado que cuantifica el brillo percibido de superficies iluminadas o fuentes de luz, expresado en candelas por metro cuadrado (cd/m²).
Las características principales de los luminancímetros son:
– Utilizan un sistema óptico con lentes que limitan el ángulo de medición (generalmente 1° o 2°)
– Incorporan filtros espectrales que simulan la curva de sensibilidad del ojo humano (fotópica V(λ))
– Disponen de detectores de silicio de alta precisión con compensación térmica
Las aplicaciones típicas son evaluación de pantallas (TV, monitores, smartphones), control de señalización vial y alumbrado público, análisis de deslumbramiento en instalaciones deportivas, etc.
Los modelos profesionales (como los de Konica Minolta o TechnoTeam) alcanzan precisiones de ±2% y rangos de 0,01 a 1.000.000 cd/m². Su calibración debe realizarse anualmente con fuentes patrón certificadas, siguiendo normas como la CIE 69-1987.
Para mediciones precisas, se considera:
✓ Ángulo de observación estandarizado (2° para la CIE)
✓ Condiciones ambientales controladas
✓ Posición perpendicular a la superficie
✓ Tiempo de estabilización (1-5 minutos)
¿Qué diferencia hay entre luminancia e iluminancia?
Es fácil confundir luminancia e iluminancia, ya que ambas se relacionan con la luz y cómo la percibimos. La diferencia principal radica en qué se está midiendo y desde dónde se está midiendo.
Por ejemplo, imaginemos que estamos viendo una película en una pantalla de cine:
● Iluminancia: sería como medir cuánta luz está llegando a la pantalla desde el proyector. Es la cantidad de "luz incidente" sobre la superficie de la pantalla. No importa de qué color sea la pantalla o cuánta luz refleje, la iluminancia mide la luz que llega.
● Luminancia: sería como medir cuánta luz está llegando a nuestros ojos desde la pantalla. Esta medida sí depende de las propiedades de la pantalla (si es blanca, gris, mate, brillante) y de cuánta luz está reflejando o emitiendo en nuestra dirección. Es la "luz que sale" de la superficie y llega al observador.
Por tanto, mientras que la iluminancia depende de la fuente de luz (cantidad y distancia) y es independiente de las propiedades de la superficie, la luminancia depende de la fuente de luz, de las propiedades de la superficie y del ángulo de observación.
¿Qué significa eficacia luminosa?
La eficacia luminosa (ε) es un parámetro que cuantifica la capacidad de una fuente de luz para convertir energía eléctrica en luz visible. Se define como la relación entre el flujo luminoso emitido (en lúmenes) y la potencia eléctrica consumida (en vatios), expresándose en lúmenes por vatio (lm/W).
Se calcula de la siguiente manera:
ε = ϕ / P
Donde:
ϕ = flujo luminoso total (medido con esfera integradora)
P = potencia eléctrica consumida (medida con vatímetro)
Los valores de referencia son los siguientes:
✓ Lámparas incandescentes: 10-15 lm/W
✓ Fluorescentes: 50-100 lm/W
✓ LED comerciales: 80-180 lm/W
✓ LED de última generación: >200 lm/W
La eficacia luminosa es importante para:
– Evaluar el ahorro energético
– Comparar tecnologías de iluminación
– Cumplir regulaciones ecológicas
– Calcular retorno de inversión en proyectos
Para obtener la eficacia luminosa se mide:
● Flujo luminoso (ϕ): con esfera integradora (UNE-EN 13032-4) que captura toda la luz emitida
● Potencia eléctrica (P): usando vatímetros de precisión
¿Cómo se calcula el rendimiento de una luminaria?
El rendimiento de una luminaria, también llamado eficiencia luminosa, es un parámetro que determina qué porcentaje de la luz generada por la fuente luminosa es efectivamente aprovechada por el sistema de iluminación. Se calcula mediante la fórmula:
Rendimiento (%) = (Flujo luminoso emitido por la luminaria / Flujo luminoso de la lámpara) × 100
La metodología para medir el rendimiento luminoso (según norma UNE-EN 13032-4) es la siguiente:
1º) Medición del flujo de la lámpara: se coloca la lámpara desnuda (sin luminaria) en una esfera integradora y se mide el flujo total (ϕ₁) con fotómetro calibrado.
2º) Medición del flujo de la luminaria: se instala la lámpara en su luminaria completa y se utiliza un goniófotómetro para medir el flujo útil emitido (ϕ₂).
Los factores que afectan el rendimiento:
– Pérdidas por absorción en reflectores o difusores
– Diseño óptico de la luminaria
– Calidad de los materiales componentes
– Temperatura de trabajo del sistema
Los valores típicos son:
✓ Luminarias industriales de alta eficiencia: 85-95%
✓ Luminarias decorativas: 60-75%
✓ Proyectores con óptica de calidad: >90%
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