CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA ILUMINACIÓN

 Antes de comenzar con una serie de entradas técnicas relacionadas con los led, vamos a repasar algunas definiciones de la luminotecnia, que necesitaremos para entender de que estamos hablando.

 Aproximadamente un 80% de las impresiones humanas son de naturaleza óptica. Esto indica la importancia de la luz natural y artificial como vínculo de información para el desarrollo de cualquier actividad.

 Podemos definir la luz como la sensación que producen sobre el ojo humano algunas ondas electromagnéticas. Se trata de campos electromagnéticos  alternos que transportan energía a través del espacio, y se propagan bajo la forma de oscilaciones o vibraciones.

 De todo el espectro electromagnético, nuestro ojo solo se altera con una pequeña franja que llamamos espectro visible.

 Dentro de este espectro, pueden clasificarse una serie de franjas, cada una de las cuales se caracteriza por producir una impresión distinta, característica peculiar de cada color.

 Un intento de entender cómo vemos esta luz es mediante la llamada curva V-lambda o curva de visión fotópica. Podemos observar que la percepción subjetiva de color (a las distintas longitudes de onda) de la luz incidente no es igual. Somos más sensibles a la luz de 555 nm, que corresponde a luz aproximadamente verde, mientras que nuestra menor sensibilidad a la luz en los extremos del espectro (violeta y rojo) es evidente.

 La luz blanca, generada por la suma de diversas longitudes de onda, puede producirse por tanto en diferentes tonos, al variar la proporción de las componentes mas cercanas a los espectros ultravioleta e infrarrojos.

 Si se calienta un cuerpo metálico negro (el llamado cuerpo negro), éste empieza a emitir radiación electromagnética. Al principio, la radiación térmica pertenece a la zona de infrarrojos, y luego – al subir el calor – alcanza el espectro de la luz visible. A una temperatura específica, el metal comienza a brillar de color rojo, luego amarillo, blanco y al final azul. Mientras tanto se cambia la relación entre las diferentes longitudes de onda cuanto más caliente el metal, menos componentes rojos y más componentes azules contendrá la luz emitida.

  

 De esta idea nace el concepto de Temperatura de color, que utilizamos para indicar el tono de una fuente de luz blanca por comparación de esta con la emisión del cuerpo negro a una determinada temperatura. Así por ejemplo, el color de la llama de una vela es similar al de un cuerpo negro calentado a 1800ºK. Se dice que la temperatura de color de la llama de una vela es de 1800ºK.

 Partiendo de la base de que para hablar de iluminación es preciso contar con la existencia de una fuente productora de luz y de un objeto a iluminar, deberemos conocer otras magnitudes.

 Llamamos Flujo luminoso a la cantidad total de luz radiada o emitida por una fuente en un segundo. Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa. La unidad de medida es el Lumen.

 El nivel de iluminación o iluminancia se define como el flujo luminoso incidente por unidad de superficie.

 A su vez, el lux se puede definir  como la iluminación de una superficie de 1m2 cuando sobre ella incide uniformemente repartido, un flujo luminoso de 1 Lumen.

 La iluminación es el principal dato de proyecto para una instalación de alumbrado, y se puede medir por medio de un instrumento denominado luxómetro.

 Otro concepto fundamental que debemos conocer para definir la luz es la intensidad luminosa. La intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección dada, es la relación que existe entre el flujo luminoso contenido en un ángulo sólido cualquiera, cuyo eje coincida con la dirección considerada, y el valor de dicho ángulo sólido expresado en estereoradianes.

 

 La candela se define también como 1/60 de la intensidad luminosa por cm2 del "cuerpo negro" a la temperatura de solidificación del platino (2.042 ºK).     Con el fin de aclarar el concepto de ángulo sólido, imaginemos una esfera de radio unidad y en su superficie delimitemos un casquete esférico de 1 m2 de superficie. Uniendo el centro de la esfera con todos los puntos de la circunferencia que limitan dicho casquete, se nos formará un cono con la base esférica; el valor del ángulo sólido determinado por el vértice de este cono, es igual a un estereoradián, o lo que es lo mismo, un ángulo sólido de valor unidad.     En general, definiremos el estereoradián como el valor de un ángulo sólido que determina sobre la superficie de una esfera un casquete cuya área es igual al cuadrado del radio de la esfera considerada.

 Según podemos apreciar en la figura, la definición de ángulo sólido nos da idea de la relación existente entre flujo luminoso, nivel de iluminación e intensidad luminosa.

 Por último, hablamos de luminancia para designar a la intensidad luminosa por unidad de superficie perpendicular a la dirección de la luz.

 La luminancia L suele expresarse indistintamente en candelas/cm2 o en candelas/m2.

 Cuando la superficie considerada S1 no es perpendicular a la dirección de la luz, habrá que considerar la superficie real S2, que resulta de proyectar S1 sobre dicha perpendicular.

 Con esto hemos dado un repaso a los principales parámetros que nos hemos dado a la hora de definir la luz. Estas son las definiciones universales que aplicaremos a cualquier fuente de luz. También a los leds.

 Bibliografía:Dr. Gilberto Enríquez Harper "el ABC del alumbrado"

y Franco Martín Sanchez UNED "instalaciones eléctricas"