Principales Magnitudes Luminosas en Fotometría
La fotometría es la ciencia que se encarga de la medición de la luz, considerando la sensibilidad del ojo humano. Para comprenderla, es esencial conocer sus magnitudes fundamentales.
Intensidad Luminosa (Candela)
La intensidad luminosa, cuyo símbolo es I (mayúscula), es una magnitud que se entiende únicamente referida a una determinada dirección y contenida en un ángulo sólido. La intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección específica es igual a la relación 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 estereorradianes.
El estereorradián se define como el ángulo sólido que corresponde a un casquete esférico cuya superficie es igual al cuadrado del radio de la esfera.
La unidad de medida de la intensidad luminosa es la candela, cuyo símbolo es cd (minúsculas).
Flujo Luminoso (Lumen)
El flujo luminoso es la potencia luminosa total emitida por una fuente de luz en todas las direcciones o dentro de una zona angular especificada. Su unidad de medida es el lumen (lm), y su símbolo es la letra griega phi (Φ o φ) minúscula.
Un lumen se define como el flujo luminoso incidente sobre una superficie de 1 m² dispuesta de tal manera que cada uno de los puntos de ese metro cuadrado diste 1 m de una fuente de luz teórica que emite una intensidad luminosa de 1 cd (una candela) en todas direcciones.
La diferencia fundamental entre el lumen y la candela radica en que el primero mide el flujo luminoso total sin considerar la dirección específica, mientras que la candela mide la intensidad en una dirección particular.
Iluminación o Iluminancia (Lux)
La iluminación o iluminancia es la densidad de flujo luminoso sobre una superficie. Se define como la relación entre el flujo luminoso que recibe la superficie y la extensión de dicha superficie.
La iluminación o iluminancia se representa por la letra E, y su unidad de medida es el lux (lx).
Relacionando las definiciones de lumen y lux, se deriva que un lumen distribuido uniformemente sobre un metro cuadrado de superficie produce una iluminación o iluminancia de 1 lux.
La fórmula para la iluminancia es:
E = F / S
- E: Iluminancia (lux incidentes sobre una superficie)
- F: Flujo luminoso (lúmenes)
- S: Área iluminada (metros cuadrados)
Luminancia (Nit)
La luminancia indica la intensidad luminosa de una superficie, determinada por la relación entre la intensidad luminosa en dicha dirección y la superficie aparente (o superficie vista por el observador situado en la misma dirección).
La luminancia se representa por la letra L. Su unidad es la candela por metro cuadrado (cd/m²), también conocida como nit (nt).
La fórmula que expresa la luminancia es:
L = I / (S × cos α)
Siendo S × cos α la superficie aparente.
La luminancia puede ser directa o indirecta: la primera corresponde a las fuentes luminosas, y la segunda a los objetos iluminados. La luminancia es lo que produce en el órgano de la visión la sensación de claridad, puesto que la luz no se hace visible hasta tanto no es reflejada por los cuerpos que ilumina. La mayor o menor claridad con que vemos los objetos igualmente iluminados depende de su luminancia.
Leyes Fundamentales de la Iluminación
La distribución y percepción de la luz en un espacio se rigen por principios físicos clave.
Ley de la Inversa del Cuadrado
La iluminación o iluminancia es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia existente entre la fuente de luz y la superficie iluminada. Esto significa que a medida que la distancia se duplica, la iluminancia se reduce a una cuarta parte.
Ley del Coseno (Ley de Lambert)
La iluminación o iluminancia es proporcional al coseno del ángulo de incidencia. El ángulo de incidencia (α) es el ángulo formado por la dirección del rayo incidente y la normal a la superficie en el punto de incidencia.
La fórmula combinada para la iluminancia en una superficie es:
E = (I × cos α) / D²
Donde:
- E: Iluminancia (lux)
- I: Intensidad luminosa de la fuente (candela)
- α: Ángulo de incidencia
- D: Distancia entre la fuente de luz y la superficie (metros)
Tipos de Sistemas de Iluminación
Los sistemas de iluminación se clasifican según su propósito y la forma en que distribuyen la luz en un espacio.
Iluminación Principal (Funcional)
Estos sistemas buscan proporcionar los niveles de luz necesarios para la realización de tareas visuales.
Iluminación Localizada
La iluminación localizada también proporciona luz para toda la habitación, pero con la diferencia de que las luminarias están dispuestas en relación directa con las principales áreas de interés, es decir, los lugares específicos donde se desarrollan tareas visuales. Fuera de estos lugares de interés, la iluminancia se disminuye hasta valores que rondan el 50% de la iluminancia necesaria para las tareas visuales.
Iluminación General más Iluminación Localizada
La combinación de estos dos sistemas permite responder con niveles adecuados de eficacia a requerimientos de iluminación altos, propios de tareas visuales comprometidas. Se logra mediante el agregado de luminarias de alumbrado directo cerca de la tarea visual con el propósito de iluminar solo un área pequeña.
Podríamos ejemplificarlo con una sala de dibujo donde hay una iluminación general adecuada, además de la cual, cada tablero tiene su propia lámpara orientable y graduable de acuerdo a las necesidades de cada usuario.
Sistemas Secundarios de Iluminación (Estéticos y de Efectos)
Los sistemas secundarios de iluminación apuntan a algo más que una iluminación estrictamente funcional; se utilizan para crear ambientes y atmósferas específicas.
- Iluminación de Acentuación
- Iluminación de Efectos
- Iluminación Decorativa
- Iluminación Integrada a la Arquitectura
- Iluminación de Ambientación
Iluminación de Acentuación
Es la iluminación destinada a enfatizar objetos o características particulares de los materiales, texturas, etc. Tiene como objetivo crear la ambientación destacando lo mejor de la decoración interior. Generalmente, la iluminación de acentuación se resuelve utilizando spots. La posibilidad de dirigirlos y ubicarlos a una cierta distancia del objeto a iluminar los hace irremplazables para este tipo de objetivo.
Iluminación de Efectos
Se refiere a un efecto lumínico que se produce cuando un determinado subsistema genera un efecto visual que modifica la geometría de un espacio. Si no estuviese, la morfología de un espacio no la tendría; es decir, el efecto se termina cuando se apaga la luz. No enfatiza características específicas en un espacio, sino que ella misma produce los efectos decorativos buscados.
Iluminación Decorativa
Comúnmente se llama iluminación decorativa a la utilización de luminarias o lámparas atractivas con el objeto de provocar puntos de atracción de la atención en los espacios.
Iluminación Integrada a la Arquitectura
También llamada a veces iluminación estructural, es aquella que está estrechamente ligada con la arquitectura del espacio interior. En este caso, la luz tiene el objetivo de desviar la atención hacia las características específicas de ese espacio interior. Se utilizan molduras, cornisas, doseleras, bovedillas, plafones, etc., para ocultar la fuente luminosa de la visión, quedando visible solamente la luz que enmarca o delimita el rasgo arquitectónico que se pretende reforzar.