Fundamentos de Luminotecnia: Conceptos, Producción y Magnitudes de la Luz

I. La luminotecnia

La luminotecnia es la ciencia que estudia las principales formas de producción de la luz, así como su control y aplicación.

II. La luz

La luz es una de las múltiples formas de manifestarse la energía y la podemos definir como la energía producida por una gama de radiaciones electromagnéticas que la hacen perceptible. Conceptos relacionados con la luz:

• Radiación: es el fenómeno por el cual se transmite la energía a través del espacio.
• Longitud de onda: se define como la distancia recorrida por la onda en un periodo. Por similitud con la corriente alterna, diremos que un periodo es la distancia comprendida entre dos máximos consecutivos.
• Frecuencia: es el número de periodos que se producen en la unidad de tiempo, o sea, en un segundo.

III. Naturaleza de la luz

A simple vista, parece que la luz que recibimos durante el día es blanca y que está compuesta por una única radiación electromagnética. El ojo humano es sensible a la radiación electromagnética con longitudes de onda comprendidas entre 380 y 780 nanómetros aproximadamente, margen que se denomina luz visible. Las longitudes de onda más cortas del espectro visible corresponden a la luz violeta y las más largas a la luz roja.

IV. Producción de luz

La luz se puede producir de formas diferentes:

• Piroluminiscencia: recibe esta denominación la producción de luz mediante la combustión de determinadas sustancias. Son ejemplos de piroluminiscencia las antorchas, cerillas, velas, etc.
• Incandescencia: el término incandescencia se aplica a los tipos de radiación asociados con la temperatura. La luz se produce por calentamiento de cuerpos sólidos al alcanzar su incandescencia. Un cuerpo emite luz cuando la frecuencia de la radiación oscila entre los 380 y los 780 nm. La cantidad y el color son función de la temperatura y de la superficie radiante. Las fuentes de luz incandescente son las lámparas de incandescencia y las halógenas.
• Luminiscencia: la luz se produce a causa de una descarga eléctrica entre dos placas o electrodos situados en el seno de un gas o vapor de mercurio. Las principales fuentes luminosas que tienen su fundamento en la luminiscencia son las llamadas lámparas de descarga. Las más usuales son los tubos fluorescentes, las de vapor de mercurio, las de vapor de sodio y las de inducción.

V. Magnitudes fundamentales

1. Flujo luminoso o potencia luminosa

Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa. Se define como la cantidad de luz perceptible por el ojo humano, emitida por una fuente luminosa en todas direcciones, durante un segundo. Se simboliza con la letra griega fi (Φ) y su unidad es el LUMEN (lm).

2. Eficacia o rendimiento luminoso

Se define como la relación entre el flujo luminoso emitido por una fuente de luz y la potencia eléctrica necesaria para producirlo.

3. Intensidad luminosa

Es la cantidad de flujo luminoso emitido en una dirección por unidad de ángulo sólido en esa dirección concreta. Se simboliza con la letra I y su unidad es la CANDELA (cd).

4. Iluminancia o nivel de iluminación

Es la relación que existe entre el flujo luminoso que recibe una superficie. Se representa por la letra E y su unidad es el LUX (lx).

5. Luminancia

Se llama luminancia al efecto de luminosidad que produce una superficie en la retina del ojo, tanto si procede de una fuente primaria que produce luz como si procede de una fuente secundaria o superficie que refleja luz. Se simboliza con la letra L y su unidad es la CANDELA/METRO².

VI. Características de las fuentes de luz

1. Duración o vida de una lámpara: se pueden utilizar dos criterios:
   a. Vida prometida: es el tiempo transcurrido hasta que falla el 50% de las lámparas.
   b. Vida útil: se trata del número de horas estimado tras el cual resulta más rentable proceder a la sustitución de una lámpara.
2. Depreciación del flujo: se refiere a la disminución del flujo luminoso con el tiempo emitido por una lámpara.
3. Temperatura de color (Tc): se utiliza para indicar el color de la luz que emite una fuente luminosa. Se dividen en tres clases: blanco cálido (Tc < 3300 K), blanco neutro y blanco frío (Tc > 5300 K).
4. Índice de reproducción cromática (IRC): indica la capacidad de reproducción de los colores de los objetos iluminados con una fuente luminosa.
5. Clasificación energética de las lámparas: se realiza en función de la potencia consumida y el flujo luminoso emitido. Se clasifican en 7 categorías (A, B, C, D, E, F, G).