CURSO ML 423 INGENIERÍA DE ILUMINACIÓN

AAIA FIM UNI 07/04/2012 ML423 2012-I

3.- UNIDADES DE MEDIDA EN LUMINOTECNIA

Las magnitudes y unidades de medida fundamentales empleadas para valorar y comparar las cualidades y los efectos de las fuentes de luz son:

3.1.- Intensidad luminosa

Cantidad de flujo luminoso, propagándose en una dirección dada, que emerge, atraviesa o incide sobre una superficie por unidad de ángulo sólido, cuya unidad de medida es la candela (cd).

La intensidad de radiación emitida en una dirección es de 1/683 W por estereorradián.

3.2.- El Flujo Luminoso

O emisión luminosa, es la energía radiante de una fuente de luz que que produce en el ojo humano una sensación luminosa.

Una fuente luminosa consume un tipo de energía que puede ser: electricidad, gas, acetileno…etc. Solo una parte de esa energía es transformada en forma de radiaciones que producen efectos luminosos.

La unidad de medida del flujo luminoso es el lúmen (lm) y se le representa por la letra griega Ф (fi).

Una definición científica del lúmen es: ”lumen es el flujo luminoso de la radiación de la radiación monocromática que se caracteriza por una frecuencia f de valor 540x 1012 Hertz y por un flujo de energía radiante de 1/683 vatios.

La energía transformada por un manantial de luz, no se aprovecha totalmente para la producción de luz.

Caso de una lámpara incandescente.Transformación de potencia eléctrica para producción de luz.

La Potencia Eléctrica se transforma en:

A) Flujo radiante

B) Potencia calorífica

El Flujo radiante se desdobla en:

1) Flujo luminoso

2) Flujo no luminoso

3.3.- Eficacia Luminosa

Es la que indica la cantidad de luz que emite una fuente de luz por la cantidad de energía que consume para producirla.

Eficacia luminosa = lúmenes emitidos/ vatios consumidos.

La unida de medida de la eficacia luminosa es el lúmen por vatio (lm/W

Se le representa por la letra griega η (eta)

Cuando el costo de la energía eléctrica es alto, constituye un factor sumamente importante para considerar en la elección de la fuente de iluminación.

A igual flujo luminoso, se debe recomendar, en principio, el uso de aquel que tenga una eficacia luminosa mayor.

Si se lograra fabricar una lámpara que transformara sin pérdidas toda la potencia eléctrica consumida en luz de una longitud de onda de 555 nanómetros, esta lámpara tendría el mayor rendimiento luminoso posible, cuyo valor sería de 683 lm/W.

Pero como una sola pequeña parte de esta energía es transformada en luz, los rendimientos o cocientes de eficacia luminosa obtenidos hasta ahora para las distintas lámparas están muy por debajo de ese valor, presentando diferencias sustanciales entre las diferentes lámparas

Lámpara Pot. Nom. Eficacia lum

Incandescente 40 W 11 lm/W

Fluorescente 40 W 80 lm/W

Mercurio A.P. 400 W 58 lm/W

Halogenuro Met 400 W 78 lm/W

Sodio A.P. 400 W 120 lm/W

Sodio B.P. 180 W 183 lm/W

Volvemos a abordar la Intensidad luminosa, refiriéndonos que una fuente luminosa no necesariamente distribuye la luz de manera uniforme en todas las direcciones.

La intensidad luminosa se entiende únicamente como referida a una determinada dirección y contenida en un ángulo sólido ω (omega minúscula).

La unidad de medida de la Intensidad luminosa es la candela (cd).

Una candela es igual a 1 lúmen por estereorradián

1 cd = 1 lm / sr

3.4 Iluminancia (E)

En el centro de una esfera imaginaria de 1 metro de radio, existe una fuente luminosa puntual de una candela. Se asume que la superficie de la esfera tiene una reflectancia igual a cero.

(la reflectancia de la luz se expresa como un porcentaje y estipula la cantidad de luz que después de caer sobre una superficie, vuelve a ser reflejada)

Si se delimita un área de 1 m2 en la superficie de la esfera, esta parte de la esfera estará recibiendo 1 lúmen por metro cuadrado. A esta relación 1 lm / m2 se le conoce con el nombre de lux y constituye la unidad de iluminación.

Se le representa con la letra E.

La iluminancia de una superficie es la relación entre el flujo luminoso que recibe la superficie y el área de ésta.

La fórmula que expresa la iluminancia es:

1 lux E = 1 lm (Ф) / 1 m2 (S)

Se deduce que mientras mayor sea el área, sin que varíe el flujo luminoso, menor será la iluminancia y viceversa. Si el área se reduce y se mantiene el flujo luminoso, mayor será la iluminancia de ésa área.

La iluminancia es un dato importantísimo para valorar el nivel de iluminación en un puesto de trabajo, en el área de una habitación, en un campo deportivo, etc.

Cuando se efectúan cálculos para el diseño de iluminación, éste dato es conocido mediante tablas y lo que realmente se calcula es la cantidad de artefactos de iluminación de un determinado tipo, con una o más lámparas, que son necesarios para obtener la iluminación promedio que se desea.

1 luz = 0.0929 pie candela (footcandle) pie cuadrado como S

El Lux es la unidad de medida del Sistema Internacional

Tiene como equivalencia expresada para fines prácticos:

1 pie candela = 10 luxes

La iluminancia se mide con un aparato llamado luxómetro, el cual puede ser de muchos tipos y de exactitudes diversas:

Desde un luxómetro de bolsillo hasta el usado en los laboratorios, de gran exactitud.

Esencialmente consiste en una célula fotoeléctrica, que al incidir la lux sobre ella, genera una débil corriente eléctrica que aumenta en función de la luz incidente. Esta corriente es medida por un miliamperímetro calibrado directamente en luxes

Medio día de verano al aire libre, con cielo despejado

100 000 luxes

Medio día de verano al aire libre, con cielo cubierto

20 000 luxes

Puesto de trabajo bien iluminado, ambiente interior

1 000 luxes

Aula de clases 300 luxes

Buen alumbrado público 20 a 40 luxes

Noche con luna llena 0.25 luxes

Algunos valores aproximados de iluminancia

3.5.- Luminancia

Es la intensidad producida o reflejada por una superficie dada.

Prácticamente es la brillantez de una superficie.

Una manera sencilla y práctica de definirla es la siguiente:

La iluminancia de una superficie en una dirección determinada es la relación entre la intensidad luminosa en dicha dirección y la superficie aparente.

La luminancia se representa por la letra L, y su unidad es la candela por metro cuadrado (cd/m2).

Esta unidad se llama nit (nt) , pero éste termino generalmente no se emplea.

El sub múltiplo es la candela por cm2 el stilb siendo usado para fuentes de elevadas luminancias.

L = I / S cos α L = luminancia,

I = intensidad luminosa

S cos α = superficie o área aparente

La luminancia es máxima cuando el ojo humano se encuentra en la perpendicular a la superficie luminosa.

Esto sucede cuando el ángulo α es igual a cero y el coseno de cero es igual a uno.

Es decir que la superficie aparente se confunde o se superpone a la superficie real.

La medida de luminancias se hace con el luminanciímetro o nitómetro (medidor de luminancias o medidor de nits) y al igual que los lúxómetros, los hay de diferentes exactitudes y precisiones.

MEM / DGE / DN 5

ILUMINANCIA

Es la cantidad de luz queincide sobre una superficieproveniente de una fuente de luz.

Unidad : lux

ILUMINANCIA

MEM / DGE / DN 6

LUMINANCIA

Es la cantidad de luz reflejada por una determinada superficie en dirección alobservador.

Unidad: cd/m2

LUMINANCIA