Conceptos básicos de iluminación

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Conceptos básicos de iluminación que aplican tanto para luz natural que emite el Sol como para la luz artificial que emite una lámpara LED.

En primer lugar, en el presente artículo desarrollaremos a detalle los conceptos de lámpara y  luminaria determinando también sus diferencias.

Después, trataremos los conceptos básicos de iluminación inherentes a la fuente de luz, sea esta natural o artificial.

Finalmente, trataremos las características técnicas propias de las fuentes de luz artificial.

Asimismo, te invitamos a revisar nuestra publicación sobre teoría básica, características y fundamentos de la luz que te ayudará a complementar el presente tema.

Conceptos básicos de iluminación
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¿Qué es una lámpara?

Para empezar, es bueno que tengas muy claro que una lámpara es el dispositivo eléctrico que genera luz y se le conoce también como foco, bulbo o bombilla.

Como consecuencia, también es muy importante que tengas en cuenta que muchas personas suelen confundir el concepto de lámpara con el artefacto que contiene al dispositivo generador de luz. Craso error.

Además, existen tipos de lámparas, algunas de ellas, inclusive, se encuentran ya casi obsoletas como las lámparas incandescentes que fueron las primeras en ser creadas en el año de 1879 luego se varios experimentos fallidos.

Con el paso del tiempo, las lámparas incandescentes clásicas, aquellas que usan un filamento de tungsteno, dieron paso, usando la misma tecnología, a las lámparas halógenas.

Estas lámparas que usan gases halógeos tienen como ventaja la emisión de una luz más brillante y mayor tiempo de vida que sus antecesoras.

Lámparas de descarga

Posteriormente, se crearon las primeras lámparas de descarga de presión de mercurio que tenían la carcaterística de emitir una luz fría tenue y que se utilizaron para alumbrado público.

Más tarde, aparecieron una serie de variantes de lámparas de descarga.

Baja presión de descarga, conocidas como lámparas fluorescentes y posteriormente como ahorradoras cuando se logro la miniaturización.

Lámparas de descarga de alta presión de halogenuros metálicos y sodio.

Los dispositivos de sodio emiten una luz emintemente cálida y pasaron a reemplazar con el tiempo a lás lámparas de mercurio que se utilizaban en alumbrado urbano.

Es importante mencionar que las lámparas de sodio tenían una gran ventaja respecto a otros modelos de lámparas debido a su mejor razón de entrega de luz por consumo.

Sin embargo, bajo la luz que emite una lámpara de sodio no es posible distinguir los colores reales de los objetos.

Y esto no fue impedimiento para utilizarlas en exteriores ya que el objetivo en una vía de transito es distinguir formas, no colores.

Con el paso del tiempo, se logró mayor eficiencia, larga vida y mejora sustancial en la uniformidad del tono de luz que emitía una lámpara de descarga, especialmente las que contenían halogenuros metálicos.

Lámparas LED

En nuestros días, gozamos plenamente de la tecnología LED que ha permitido introducir la eficiencia de la electrónica en la generación de luz.

Esta tecnología ha permitido sistemas más eficientes, de bajo consumo y larga vida.

Y lo más importante es que tienen, también, bajas pérdidas en energía calórica.

Las lámparas que son diodos emisores de luz (LED) han logrado ya utilizarse en muchos artefactos de iluminación.

Puedes encontrar LEDs desde aplicaciones domésticas pasando por uso en actividades deportivas, industriales o arquitectónicas, hasta, inclusive, alumbrado urbano.

Por lo expuesto, la definición de lámpara es uno de los más importantes conceptos básicos de iluminación ya que, al generar luz, se comporta tan igual como lo hace la luz natural.

¿Qué es una luminaria?

Los artefactos de iluminación nacieron poco tiempo después que crearon las primeras bombillas de luz, debido a que se buscaba concentrar la luz para no perderla en direcciones donde no se necesitaba la misma.

En consecuencia, esta es la naturaleza del concepto de luminaria: artefacto que contiene a la lámpara.

Entonces, podemos concluir que existen variados modelos de luminarias, desde las más simples hasta las más complejas, y para diferentes aplicaciones.

Por ejemplo, un reflector que concentra la luz para alumbrar la superficie de una cancha de tenis o fútbol, o una luminaria especial para alumbrado industrial.

El concepto de luminaria está ligado estrechamente al concepto de nivel de iluminación que trataremos líneas abajo en el presente artículo y estrechamente relacionado a los proyectos de iluminación.

Temperatura de color

La luz blanca que produce una lámpara puede variar desde tonalidades muy cálidas hasta tonalidades muy frías.

Por lo expuesto, cabe precisar  que las luces LED, que emiten tonalidades de luz y millones de colores, son solo efectos que se logran al fabricar las mismas ya que estas lámparas emiten luz en una banda de longitud de onda muy estrecha y altamente coloreada.

Volviendo al concepto de iluminación referido a la temperatura de color, podemos afirmar que cuanto más baja es la temperatura de la fuente de emisión de luz, apreciarás la luz más cálida o dorada.

En constraste, si la temperatura de la fuente de luz sube, la luz que percibirás será más fría o azulada.

Para efectos comerciales, se suele decir que las lámparas son cálidas o emiten luz blanco cálida cuando la temperatura de color está por debajo de los 3 300K (medida en Kevin).

En el rango de 3 300K y 5 300K se suele decir la luz que se percibe es blanca neutra.

Finalmente, intuirás que la luz por encima de los 5 300K suele llamarse blanca fría.

En consecuencia, la tempratura de color es clave entre los conceptos básicos de iluminación debido a que las tonalidades de luz afectan las diferentes actividades que las personas realizan en ambientes cerrados o abiertos.

Así, en resumen, una luz cálida se suele usar en ambientes para relajar a la gente y una luz muy fría en ambientes donde se necesita activar a las personas.

Índice de reproducción cromática

Cabe destacar que muchas personas piensan que elegir la tonalidad de luz de la lámpara es suficiente para iluminar un ambiente.

Y descuidan otro concepto clave relacionado a la capacidad del dispositivo para reproducir los colores de los objetos y de la naturaleza.

En consecuencia, podemos intuir que la luz natural que emite nuestro astro rey tiene el más alto índice de reproducción cromática (IRC) de valor 100.

En pocas palabras, el valor de IRC lo muestra una lámpara desde el empaque.

Y eso es clave para usarla en ambientes donde se necesita ver las formas de los objetos (IRC de valores bajos) y además de eso, distinguir los colores de los mismo (IRC de valor alto).

En conclusión, aplica bien los conceptos de temperatura de color e índice de reproducción cromática al momento que elijas la lámpara adecuada para un determinado ambiente.

Flujo luminoso

El flujo luminoso de una lámpara se mide en lúmenes (lm).

Este concepto mide la cantidad total de luz por segundo que emite la fuente luminosa en todas las direcciones.

Por lo expuesto, podemos concluir que el flujo luminoso de una lámpara, o inclusive de la luz solar, no está en función de la distancia.

Es decir, el flujo luminoso no se altera si te acercas o alejas de la fuente luminosa.

Asimismo, sobre este concepto se construye otro concepto clave de alumbrado relacionado al nivel de iluminación.

El nivel de iluminación es un concepto básico de alumbrado profesional

Imagina por debajo de una fuente luminosa, natural o artificial, un plano. 

Por ejemplo, la superficie de la vereda peatonal de una calle cualquiera.

Entonces, tienes un flujo luminoso que no se altera con la distancia, y que si tal valor lo divides entre el valor del área a cubrir, resulta un concepto clave.

Tal concepto clave se llama nivel de iluminación y se mide en luxes.

Existen tablas que señalan el nivel de iluminación requerido para diferentes aplicaciones de la vida real. Trataremos al respecto en una próxima publicación.

Potencia de una lámpara

Potencia es el consumo de energía que una lámpara necesita para operar, sin contabilizar lo que consumen los equipos auxiliares de encendido (si lámpara lo requiere) que debería ser sumado en el sistema para determinar el consumo de energía necesaria por artefacto.

Si observas detenidamente el flujo luminoso de algunas lámparas notarás que algunas tienen flujo luminoso semejante y diferentes potencias (W).

Esto se debe a la tecnología con que están fabricadas dichas lámparas y que condicionará algunos factores que debes analizar a la hora de elegir la lámpara adecuada.

Por tanto, el consumo de energía que se paga periódicamente por una casa, comercio, planta industrial, recinto deportivo, etc. suele ser medido en KW-hora al cual se le asigna un valor monetario estándar por cada unidad.

Recuerda que la potencia eléctrica se define como la cantidad de trabajo por unidad de tiempo realizado por un campo eléctrico al generar un movimiento de carga y todo esto se mide en vatios (watts) (W).

Eficiencia luminosa de una lámpara

El flujo luminoso es la relación entre el flujo luminoso medido en Lúmenes (Lm) y la potencia de la lámpara medida en Watts (W).

Este concepto es muy importante porque ayuda a determinar que lámpara es más eficiente.

Es decir, cúal lámpara dará más luz por menor consumo de energía.

Así, puedes comparar la eficiencia luminosa de una lámpara compacta fluorescente (ahorradora) de 20W de potencia en relación a una lámpara incandescente común de 100W de potencia.

En este caso, ambas lámparas dan una cantidad de luz semejante (1,300 lúmenes), sin embargo la lámpara ahorradora será bastante más eficiente porque nos dará 65 lúmenes por watt mientras que la incandescente sólo dará 13 lúmenes por cada watt de energía que consume.

También, puedes comparar la Eficiencia Luminosa de una lámpara fluorescente de 36W de potencia en relación a tres lámparas compactas fluorescentes (ahorradoras) cada una de 15W de potencia.

Ambos sistemas tienen un flujo luminoso semejante de alrededor de 3,000 lúmenes y los resultados son más que evidentes.

Mientras la lámpara fluorescente tubular arroja 83 lúmenes por watt, el sistema de tres lámparas ahorradoras brinda una eficiencia de 66 lúmenes por watt.

En resumen, la tecnología de la lámpara determinará el mejor valor de eficiencia.

Más luz por menor consumo.

Intensidad luminosa de una lámpara

La intensidad luminosa es el flujo luminoso que irradia una fuente de luz en una dirección determinada.

Este concepto expresa la concentración de luz en una dirección específica.

La unidad de la intensidad luminosa se mide en candelas (cd).

Por consiguiente, las lámparas reflectoras son un claro ejemplo de este concepto donde aplicar la magnitud del flujo luminoso no tendría sentido, para esto se usa el concepto de intensidad luminosa.

Por ese motivo, los diferentes tipos de lámparas de acentuación, todas ellas reflectoras, como las halógenas de espejos dicroicos o aquellas que emiten un haz de luz con ángulo de apertura en una dirección determinada, serán las que utilicen en su literatura la magnitud de candelas para determinar si una u otra alumbra más en forma comparativa.

Como consecuencia, si el ángulo de apertura de la lámpara es estrecho tendremos mayor intensidad luminosa (más candelas)

En contraste, si por el contrario el ángulo de apertura es más abierto menor será la intensidad luminosa (menos candelas).

Conclusiones

En pocas palabras, ten claro todos estos conceptos al momento de elegir la lámpara que utilizarás en los diferentes artefactos de iluminación que se comercializan en el mercado.

Ten presente también, que utilizar una fuente de luz artificial sin una luminaria de por medio, alimenta a la contaminación lumínica.

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