Propiedades fotométricas para iluminación artificial

1. MODULO NR. 02
CARACTERÍSTICAS FOTOMÉTRICAS
SECCIÓN DE ENTRENAMIENTOS
Nibra C. A.
Ing. Carlos Ruiz P. ©

2. LAS CARACTERÍSTICAS
FOTOMÉTRICAS SON AQUELLAS
QUE SON MEDIBLES Y SE PUEDEN
EXPRESAR EN CANTIDADES Y
UNIDADES ESPECÍFICAS

3. Nos interesa medirlas ya que influyen en
la forma como nosotros percibimos
nuestro entorno
Más o menos luz
Mejor o peor calidad

4. ¿Cómo captamos la luz?
La captamos a través de nuestros ojos
que son órganos FOTO-RECEPTORES

5. Proceso de la Visión
Objeto
Se requiere la conjunción de tres factores
Luz Ojos

6. La Visión humana
no es igual a la de
otros animales

7. 100 280 315 380 780 nm
UV-C UV-B UV-A
Espectros invisiblesultra-violeta Infra-rojo
Espectro
visible
LO QUE VEMOS
Y LO QUE NO VEMOS

8. Escena nocturna con visores
infra-rojos (militares) así ven muchos
depredadores nocturnos.

9. LED´s Emisores Infra-rojos

10. Aplicaciones de luz ultra-violeta
Germicida

11. No todos los colores son percibidos por el ojo de la misma forma
400 500 600 700 (nm)
380 780
1,0
0,5
0
Lámparas incandescentes
Lámparas de halógeno
Lámparas fluorescentes Lámparas
de alta intensidad de descarga
IR
Reflectores
de calor
LUZUV
Solarios
Lámparas para copiadoras
Lámparas de luz negra
Sensibilidad
relativa para la
visión diurna

12. Visión Escotópica = Nocturna,
Visión Fotóptica = Diurna,

13. RETINA (en el
fondo del ojo)
Conos y cilindros

14. Visión Escotópica = Nocturna, es monocromática , ya que las células
cilíndricas de la retina no actúan a bajos niveles lumínicos

15. Visión Fotóptica = Diurna, es más sensible al
color ya que actúan las células cónicas de la retina
con niveles normales de luminancia.

16. ¿CUÁNTA LUZ NECESITAMOS?
¿CÓMO LA MEDIMOS?
180.5

17. Factores a considerar para iluminación artificial:
1.- Características Cuantitativas (cantidad requerida).
Cantidad producida: Intensidad o Brillo
Flujo luminoso
Luminancia
Cantidad percibida Iluminancia
2.- Características Cualitativas (calidad de la luz)
Temperatura del Color
Índice de Reproducción Cromática (IRC)
3.- Aspectos económicos:
Eficiencia Luminosa
Vida útil (duración)
CANTIDAD
CALIDAD
ECONOMIA

18. Cuantitativas (Cantidad) y Cualitativas (Calidad)
Nos valemos de la FOTOMETRÍA:
Para la medición de las características
Que es la ciencia
de mediciones
relacionadas con
la Luz.

19. CaracterísticasCaracterísticas
CuantitativasCuantitativas

20. Cantidad Unidad medición Instrumento
Flujo luminoso (F) Lumen – (lm) Esfera Ulbricht
Intensidad (I) Candela – (Cd) Fotómetro
Luminancia (L) Nits - Candle-mt2
Luxometro
Foot-Lambert
1.- Características Cuantitativas:
1.1 – Dependientes del la fuente emisora
1.2.- Percibidas por el usuario
Cantidad Unidad medición Instrumento
Iluminancia E- Lux Luxometro

21. Pero el Vatio NO ES medición de
parámetros lumínicos es solo una
medición de la potencia eléctrica.
VATIOS
(Watts)
1HP = 746 watt, siendo HP: caballos de
fuerza. 1HV = 736 watt, siendo HV:
caballos de vapor
Las personas se habían
acostumbrado a
comprar bombillos
incandescentes según
su consumo en Vatios

22. Flujo luminoso
Flujo luminoso es Toda
la radiación emitida por
una fuente de luz en
todas las direcciones y
percibida por el ojo
humano.
La unidad de medición
en nuestro sistema
métrico decimal es el
Lumen (lm)
También se mide en candelas (candle)

23. Candela: es la intensidad
luminosa, en una dirección dada,
que emite una fuente de
radiación monocromática, de
frecuencia 540×1012 Hz, de
forma que la intensidad de la
radiación emitida, en la
dirección indicada, es de 1/683
W por estereoradián.
El Lumen, es la unidad en el Sistema Internacional para medir el
flujo luminoso de una fuente. Es equivalente al flujo emitido por
una fuente luminosa puntual de 1 candela en un ángulo sólido de
1 estereoradian. El estereoradian es la unidad estandard de
ángulos sólidos en tres dimensiones..

24. ESFERA DE ULBRICHT
(Integrating sphere)
para medir el flujo luminoso
(lúmenes o candelas)

25. A-19 60 Watts = 870 Lumenes
A-19 75 Watts = 1070 Lumenes
PAR 38 60 Watts = 900 Lumenes
DULUX EL 23 Watts = 1580 Lumenes
T-12 “ahorradora” 34 Watts = 2700 Lumenes
T-8 Trichrome serie “800” = 2950 Lumenes
METALARC SUPER = 41000 Lumenes
Flujo luminoso de diferentes lámparas

26. WATTIOS / LUMENES

28. La magnitud principal de la fotometría es la intensidad
luminosa, que se mide en candelas y es la cantidad de
energía (luminosa) que se transmite en una dirección
determinada.

30. FOTÓMETROS

31. MIDIENDO CON
EL FOTÓMETRO
LUZ
INCIDENTE REFLEJADA

32. La iluminancia, es la cantidad de luz que
llega hasta una superficie determinada.
180.5
Se mide en lux o lúmenes por metro cuadrado,
o candelas por pie cuadrado

33. Cantidad de Iluminancia requerida (Lux)
El promedio de flujo luminoso de
una área, es el flujo luminoso
por unidad de área.
Lumen
Lux =
m2
180.5

34. LUXÓMETRO KYORITSU
ILUMINANCIA
Candle/foots
Luxes
La medimos en:

35. 180.5
MENOR O
ESCASA
ILUMINANCIA
MAYOR O
ABUNDANTE
ILUMINANCIA

36. Niveles aproximados en luxes en un día de verano
300 luxes
al centro
de la
habitación
10 luxes en el sótano
6000 luxes
bajo la marquesina
2500 luxes
dentro de la
ventana
100,000 luxes a pleno
sol
10,000 luxes en la
sombra

37. LOS REFLECTORES SON FORMAS DE
AUMENTAR LA ILUMINANCIA SIN CAMBIAR
LA FUENTE (QUE MANTIENE LOS MISMOS
LUMENES).

38. ILUMINANCIA “E” LUMINANCIA “L”
Lo que llega a la
superficie
Lo que percibimos
con los ojos
180.5
ILUMINANCIA ≠ LUMINANCIA

39. LUMINANCIA “L”
Es el brillo que
percibe el ojo
humano de una
superficie luminosa
o iluminada.
Se mide en nits = (candelas por metro cuadrado) o en foot-lamberts

40. LA LUMINANCIA (L) es la
dimensión que más nos
interesa porque es el resultado
final que perciben nuestros
ojos para realizar cualquier
actividad.
Para iguales niveles de
Iluminancia (E) el resultado
percibido (Luminancia “L”)
depende de otros factores, tales
como la distancia de la fuente y
la capacidad de reflexión o
absorción de la superficie.

41. A foot-lambert equals 1 / π candela per square foot, or
3.4262591 candelas per square meter (nits). It is named
after Johann Heinrich Lambert (1728 – 1777), a German
mathematician, physicist and astronomer.

42. 180.5
Luminancia en zonas de tránsito

43. Luminancia en áreas de trabajo
180.5

44. El objetivo primordial de la luminotecnia es producir
la mejor luminancia en la zona de actividad con la
menor molestia posible, tales como el resplandor
molesto. (encandilamiento o deslumbramiento)

45. FACTORES QUE
AFECTAN LA
LUMINANCIA
FLUJO LUMINOSO
ILUMINANCIA
1
DISTANCIA DE
LA FUENTE
2
ENTORNO3

46. FLUJO LUMINOSO ILUMINANCIA1

47. Corta distancia a la fuenteAlta distancia a la fuente
DISTANCIA DE LA FUENTE2

48. Ley de la inversa del cuadrado de la distancia
S1
36 luxes
1 m
S2 = 4S1
9 luxes
2 m
S3 = 9S1
4 luxes
3 m

49. CaracterísticasCaracterísticas
CualitativasCualitativas

50. TTEEMPEMPERATURATURARA DELDEL COLORCOLOR

51. EL COLOR CAMBIA CON LA TEMPERATURA

52. Para medir la temperatura se usan
generalmente tres escalas:
Celcius. Escala termométrica, en la que se
asignan los valores de 0° y 100° a las
temperatura del hielo en fusión y del vapor de
agua hirviendo.
Fahrenheit. En la escala Fahrenheit, el punto de
fusión del agua es de 32 grados, y el de
ebullición es de 212 grados.
Kelvin. Busca corregir las apreciaciones
arbitrarias y establece el cero absoluto.

53. La escala KELVIN es una escala
absoluta de temperaturas en la que los
cero grados corresponden a la
temperatura más baja posible desde un
punto de vista termodinámico.
Comienza en el cero absoluto (273
grados centígrados bajo cero). En la
escala kelvin no puede haber temperaturas
negativas.
Celsius
6000 °C
5000 °C
4000 °C
3000 °C
2000 °C
1000 °C
0 °C
- 273 °C
Kelvin
6000 K
5000 K
4000 K
3000 K
2000 K
1000 K
0 K
-273°C = 0 absoluto
La escala centígrada de temperaturas
establece que, a la presión de una atmósfera,
el punto de congelación del agua corresponde
a cero grados, y el de ebullición a cien. Pero
se trata de una escala arbitraria, razón por
la cual existen temperaturas inferiores a
cero grados.

54. TEMPERATURA DE COLOR
0 °K800 °K2500°K
2500 K
3000°K
3000 K
4100°K
4100 K
5500 °K
5500 K
20000°K
Se usa la escala de grados KELVIN
por ser más precisa

55. COLOR METER
PARA MEDIR
TEMPERATURA DEL
COLOR
Termo-colorímetro

56. Temperatura del color

57. Ra

58. REPRODUCCION CROMATICA
(COLOR RENDERING)
El Color verdadero de un objeto es
aquel que percibimos con nuestros ojos
con la iluminación natural del sol.
La reproducción Cromática de una fuente
de luz artificial es la relación entre el color
visto bajo una fuente natural y el que
percibimos bajo la fuente artificial.
La mejor reproducción cromática seria
equivalente al 100%. El índice de
reproducción cromática varia desde 0
hasta 100
Ra

61. Luces cálidas con alta reproducción cromática
en Hoteles y Restaurantes.

62. FRUTAS – LUZ FRÍA
FRUTAS
LUZ CÁLIDA

64. Al exhibir productos es muy
importante el índice de
reproducción cromática y la
temperatura del color de la luz
utilizada.

65. Luz cálida y alta
reproducción
cromática
Luz fría y baja
reproducción
cromática

66. ÍNDICE REPRODUCCIÓN CROMÁTICA

67. 900 lúmenes
2700 Grados KelvinIRC > 80

68. Temperatura de color y reproducción cromática
Celsius
6000 °C
5000 °C
4000 °C
3000 °C
2000 °C
1000 °C
0 °C
- 273 °C
Kelvin
6000 K
5000 K
4000 K
3000 K
2000 K
1000 K
0 K
Cero absoluto
Blanco luz de día
Blanco neutral/
Blanco Frío
Blanco cálido
Escala de reproducción cromática
1 2 3 4
100-85 84-70 69-40 <4O
Indice de reproducción cromática

69. CaracterísticasCaracterísticas
EconómicasEconómicas

70. W
lm
Potencia eléctrica (W)
Flujo luminoso (lm)
Eficacia luminosa =
flujo luminoso (lm)
Potencia eléctrica (W)

71. W
W
MENOS
LUMENES
MENOS
EFICACIA
MAS
LUMENES
MAS
EFICACIA
IGUAL
VALOR
EFICIENCIA = AHORRO DE ENERGÍA

72. 100W
= POTENCIA (W)
= consumo de energía
EFICIENCIA
Luz (lm) +/- 10%
Radiaciones
invisibles
Pérdidas
Pérdidas
Pérdidas por calor
Pérdidas
Pérdidas

73. DESARROLLO EVOLUTIVO DE EFICACIAS
LUMINOSAS
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1920 1940 1960 1980 2000
NA
NAV
L
HQI
HQL
HALOG
Lm/W

74. Flujo luminoso contra vida útil en lámparas
incandescentes
Menor voltaje
+ LUMENS
- VIDA ÚTIL
+
AUMENTANDO EL VOLTAJE, SE
AUMENTA EL CONSUMO Y EL FLUJO
LUMINOSO SACRIFICANDO LA VIDA ÚTIL
+

75. Influencia del voltaje en
la vida útil
Voltaje nominal
Vidaútil
+ 5%
voltaje
- 5%
voltaje
Vida util
nominal

76. PARA
RECORDAR:
CONCEPTOS FOTOMÉTRICOS
FLUJO LUMINOSO
ILUMINANCIA
LUMINANCIA
INTENSIDAD LUMINOSA
EFICACIA LUMINOSA
TEMPERATURA DEL COLOR
ÍNDICE REPRODUCCIÓN CROMÁTICA

77. VEA EL MUNDO BAJO UNA NUEVA LUZ
nibranibra