principio de funcionamiento del luxómetro.

EL LUXÓMETRO
I.
FUNDAMENTO TEÓRICO.
Un luxómetro (también llamado luxmetro o light meter) es un instrumento de medición
que permite medir simple y rápidamente la iluminancia real y no subjetiva de un
ambiente.
El luxómetro permite una medida de la luz realmente recibida en un punto dado.
La unidad de medida es lux.
Contiene una célula fotoeléctrica que capta la luz y la convierte en impulsos eléctricos,
los cuales son interpretados y representada en un display o aguja con la
correspondiente escala de luxes.
1. La visión
La visión es un sentido que consiste en la habilidad de detectar la luz y de interpretarla
(ver). La visión es propia de los animales teniendo éstos un sistema dedicado a ella
llamado sistema visual. La visión artificial extiende la visión a las máquinas.
El sentido de la vista permite que el cerebro perciba las formas, los colores y el
movimiento; este es el modo en el que vemos el mundo.
La primera parte del sistema visual se encarga de formar la imagen óptica del estímulo
visual en la retina (sistema óptico). Esta es la función que cumplen la córnea y el
cristalino del ojo.
La visión se nutre de múltiples fuentes de información para interpretar el mundo que
nos rodea. Así, el uso de dos ojos permite la visión binocular, con la cual podemos
percibir la distancia a la que se encuentra un objeto o la diferencia entre el movimiento
de un pájaro y el movimiento del fondo de matorrales sobre el que sitúa nos permite
distinguir al animal portando una ramita
2. La luz
Es la clase de energía electromagnética radiante que puede ser percibida por el ojo
humano. En un sentido más amplio, el término luz incluye el rango entero de radiación
conocido como el espectro electromagnético.
La ciencia que estudia las principales formas de producir luz, así como su control y
aplicaciones, se denomina óptica
Espectro Electromagnético que
comprende tipos de ondas tan
dispares
La luz, que llega a nuestros ojos y
nos permite ver, es un pequeño
conjunto de radiaciones
electromagnéticas de longitudes
de onda comprendidas entre los
380 nm y los 770 nm.
Características y propiedades de la luz
La refracción: es el cambio brusco de dirección que sufre la luz al cambiar de medio.
Este fenómeno se debe al hecho de que la luz se propaga a diferentes velocidades según
el medio por el que viaja. El cambio de dirección es mayor, cuanto mayor es el cambio
de velocidad, ya que la luz prefiere recorrer las mayores distancias en su desplazamiento
por el medio que vaya más rápido. La ley de Snell relaciona el cambio de ángulo con el
cambio de velocidad por medio de los índices de refracción de los medios.
Como la refracción depende de la energía de la luz, cuando se hace pasar luz blanca o
poli cromática a través de un medio no
paralelo, como un prisma, se produce la
separación de la luz en sus diferentes
componentes (colores) según su energía, en
un fenómeno denominado dispersión
refractiva. Si el medio es paralelo, la luz se
vuelve a recomponer al salir de él.
Ejemplos muy comunes de la refracción son la ruptura aparente que se ve en un lápiz al
introducirlo en agua o el arco iris.
Reflexión y dispersión Al incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está
constituido retiene unos instantes su energía y a continuación la remite en todas las
direcciones. Este fenómeno es denominado
reflexión. Sin embargo, en superficies ópticamente
lisas, debido a interferencias destructivas, la
mayor parte de la radiación se pierde, excepto la
que se propaga con el mismo ángulo que incidió.
Ejemplos simples de este efecto son los espejos,
los metales pulidos o el agua de un río (que tiene
el fondo oscuro).
La polarización se observa en unos cristales
determinados que individualmente son
transparentes. Sin embargo, si se colocan dos en
serie, paralelos entre sí y con uno girado un
determinado ángulo con respecto al otro, la luz
no puede atravesarlos. Si se va rotando uno de los
cristales, la luz empieza a atravesarlos
alcanzándose la máxima intensidad cuando se ha
rotado el cristal 90º respecto al ángulo de total oscuridad.
Propagación y difracción las propiedades de la luz más evidentes a simple vista es que
se propaga en línea recta. Lo podemos ver, por ejemplo, en la propagación de un rayo
de luz a través de ambientes polvorientos o de atmósferas saturadas. La óptica
geométrica parte de esta premisa para predecir la posición de la luz, en un determinado
momento, a lo largo de su transmisión.
De la propagación de la luz y su encuentro con objetos surgen las sombras. Si
interponemos un cuerpo opaco en el camino de
la luz y a continuación una pantalla,
obtendremos sobre ella la sombra del cuerpo. Si
el origen de la luz o foco se encuentra lejos del
cuerpo, de tal forma que, relativamente, sea más
pequeño que el cuerpo, se producirá una sombra
definida. Si se acerca el foco al cuerpo surgirá
una sombra en la que se distinguen una región
más clara denominada penumbra y otra más oscura denominada umbra.
Sin embargo, la luz no siempre se propaga en línea recta. Cuando la luz atraviesa un
obstáculo puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo se curva ligeramente. Este
fenómeno, denominado difracción, es el responsable de que al mirar a través de un
agujero muy pequeño todo se vea distorsionado o de que los telescopios y microscopios
tengan un número de aumentos máximo.
Interferencia La forma más sencilla de estudiar el fenómeno de la interferencia es con el
denominado experimento de Young que consiste en hacer incidir luz monocromática (de
un solo color) en una pantalla que tiene rendija muy estrecha. La luz difractada que sale
de dicha rendija se vuelve a hacer incidir en otra pantalla con una doble rendija. La luz
procedente de las dos rendijas se combina en una tercera pantalla produciendo bandas
alternativas claras y oscuras.
El fenómeno de las interferencias se puede ver también de forma natural en las
manchas de aceite sobre los charcos de
agua o en la cara con información de los
discos compactos; ambos tienen una
superficie que, cuando se ilumina con
luz blanca, la difracta, produciéndose
una cancelación por interferencias, en
función del ángulo de incidencia de la
luz, de cada uno de los colores que
contiene, permitiendo verlos separados,
como en un arco iris
3. Conceptos básicos de luminotecnia
La luminotecnia se define como la ciencia que estudia las distintas formas de producción
de luz, así como su control y aplicación con fines domésticos, industriales o artísticos.
El estudio de la iluminación tiene una doble vertiente:
 Como fenómeno físico, hay que conocer las ondas, la definición y naturaleza de
la luz, así como las magnitudes y leyes que intervienen.
 Como técnica, se debe emplear un método de cálculo de alumbrado de
interiores y exteriores que de forma sistemática nos resuelvan los proyectos de
iluminación.
En definitiva, se trata de conocer los fenómenos y leyes que rigen la iluminación, ya que
el especialista en luminotecnia se forma para ser capaz de proporcionar luz artificial
para el desempeño de tareas visuales con un máximo de velocidad y exactitud, de una
forma fácil, cómoda y económica, y con el mínimo esfuerzo y fatiga

LONGITUD DE ONDA:
Se define como la distancia recorrida por la onda en un período. Se designa por la letra
griega lambda, ð. En una onda transversal se puede definir como la distancia entre dos
máximos consecutivos o entre dos puntos cualesquiera que se encuentren en la misma
fase. La longitud de onda se disminuye con el aumento de la frecuencia.
Este parámetro queda determinado mediante el producto de la velocidad de
propagación (m / s), por el tiempo que tarda en realizar un ciclo (período en s):
ð = v x T (m / s x s =m)

FRECUENCIA:
Llamamos frecuencia a una magnitud periódica, en la que el tiempo es la variable
independiente, al número de períodos que tienen lugar en la unidad de tiempo. Como el
período es inverso a la frecuencia, tenemos que:
ð = (m / s x 1 / s-1 = m)
Por tanto, la frecuencia es directamente proporcional a la velocidad de propagación, e
inversamente proporcional a la longitud de onda
f = (s-1 = ciclos / segundo = hercios)

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN:
La velocidad de propagación depende del tipo de onda, de la elasticidad del medio y de
su rigidez. Si el medio es homogéneo e isótropo, la velocidad de propagación es la
misma en todas las direcciones.
La ecuación fundamental que relaciona la velocidad de propagación con la longitud y
frecuencia de una onda es:
v = ð x f (m x s-1 = m / s)
Es importante diferenciar entre el movimiento o velocidad de una onda que avanza a la
velocidad de propagación, y el movimiento de una partícula de la onda, que es armónico
simple y perpendicular a la misma.

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS:
El estudio de las ondas electromagnéticas, su producción, propagación y características, nos
llevaría a un tratado fuera de nuestros objetivos, que no van más allá de conocer la naturaleza y
propagación de la luz como una energía electromagnética. Aquí indicaremos los siguientes
conceptos:
 Las ondas electromagnéticas del espacio libre, tales como las de radio o las de
luz, son de la misma naturaleza que las producidas en dos conductores. Se
diferencian en que en el espacio se propagan en todas las direcciones como
sucede con la luz, y en el caso del circuito, son guiadas por los conductores.
 A la frecuencia industrial de 50 Hz que se utiliza en la técnica de las corrientes
industriales, los conceptos de impedancia, resistencia y reactancia son
adecuados, pero a frecuencias muy elevadas, pierde importancia el movimiento
de cargas eléctricas en los conductores (intensidad) y la adquieren las
variaciones de las intensidades del campo eléctrico y del campo magnético
exterior a los conductores o encerrados en éstos.
 La predicción de la teoría electromagnética en 1865 se debe a Clark Maxwell,
mediante el desarrollo de sus célebres ecuaciones que constituyen, a la vez, una
síntesis de todas las leyes hasta entonces conocidas, y de las cuales se obtienen
las conclusiones siguientes:
 Las ondas electromagnéticas son de tipo transversal y se propagan en línea
recta.
4. Curva fotométrica
La Fotometría es la ciencia que se encarga de la medida de la luz como el brillo
percibido por el ojo humano. Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación
electromagnética de estimular el sistema visual. No debe confundirse con la
Radiometría, que se encarga de la medida de la luz en términos de potencia absoluta

El ojo humano y la Fotometría
Función de luminosidad fotópica, CIE (1931).
Muestra la sensibilidad relativa del ojo a las
diferentes longitudes de onda (eje horizontal,
en nm.)
El ojo humano no tiene la misma sensibilidad para todas las longitudes de onda que
forman el espectro visible. La Fotometría introduce este hecho ponderando las
diferentes magnitudes radiométricas medidas para cada longitud de onda por un factor
que representa la sensibilidad del ojo para esa longitud. La función que introduce estos
pesos se denomina función de luminosidad espectral o eficiencia luminosa relativa de
un ojo modelo, que se suele denotar como ,
o
(este modelo u observador
estándar es muy similar a los de la Colorimetría). Esta función es diferente dependiendo
de que el ojo se encuentre adaptado a condiciones de buena iluminación (visión
fotópica) o de mala (visión escotópica). Así, en condiciones fotópicas, la curva alcanza su
pico para 555 nm, mientras que en condiciones escotópicas lo hace para 507 nm.

Relación con la Radiometría
Considérese, por ejemplo, la magnitud radiométrica de la energía radiante, que
describe la energía total medida por un detector "físico" ante la presencia de radiación
electromagnética. Interesa obtener una medida de la energía que sería percibida por un
ojo humano: cantidad de luz
. Para ello, habría que conocer la energía radiante
correspondiente a cada longitud de onda, multiplicar por los valores correspondientes
de la función de luminosidad e integrar a todas las longitudes de onda:
La energía radiante espectral
, se mide en el SI en unidades de J/m. En cambio,
se mide en lm·s. La constante K toma el valor de 683 lm/W en condiciones fotópicas y de
1700 lm/W para condiciones escotópicas.

Curvas de distribución fotométrica
El conjunto de las intensidades de una lámpara en todas las direcciones de la radiación
se llama distribución luminosa.
Por medio de un luxómetro se puede determinar la intensidad luminosa en todas las
direcciones del espacio, con relación a un eje vertical; obtenemos así un solido
fotométrico de lámpara, por medio de los vectores especiales cuya magnitud es
proporcional a las correspondientes intensidades luminosas en candelas.
Este solido fotométrico de lámpara, por medio de los vectores especiales cuya magnitud
es proporcional a las correspondientes intensidades luminosas en candelas.
Este solido fotométrico constituye un cuerpo simétrico con respecto al eje vertical, de
forma que lo podemos considerar como un sólido de revolución. Si por el pasamos un
plano obtendremos una sección limitada por una curva que se denomina curva de
distribución luminosa o curva fotométrica.
Como trazamos una curva de distribución
En la práctica, para trazar una curva de distribución luminosa de una lámpara o de un
luminaria cualquiera, se trazan una serie de circunferencias concéntricas y, sobre ellas,
radios de 10 en 10 grados. Se adopta una escala apropiada y se miden con un luxómetro
las intensidades luminosas correspondientes. En la grafica la distancia entre
circunferencias inmediatas es de 5mm y se considera que representa 20 candelas, por lo
tanto la escala será de:
1mm=4 candelas
TRAZADO PREVIO DE RADIOS VECTORES
PARA LA DETERMINACIÓN DE LA CURVA
DE DISTRIBUCIÓN LUMINOSA.
Los vectores representados en la figura
son intensidades luminosas de la lámpara
en las direcciones 10ª,20ª, 30ª,……360ª
comprendidos en un plano vertical. Si se
sustituye esta representación por una
línea curva cerrada que une todos los
extremos de los vectores, obtendremos
la curva de distribución luminosa de la
siguiente figura:
CURVA DE DISTRIBUCION
LUMINOSA OBTENIDA DE LA
FIGURA ANTERIOR

Eficacia luminosa
La eficacia luminosa de una radiación se define como el cociente entre una magnitud
fotométrica de la misma, por ejemplo , y la correspondiente magnitud fotométrica,
en este caso . Así:
Por ejemplo, la eficacia luminosa de un láser infrarrojo sería igual a 0 lm /W, mientras
que la de luz monocromática a 555 nm sería de 683 lm/W (para este caso,
).
Principales magnitudes fotométricas
La siguiente tabla recoge las principales magnitudes fotométricas, su unidad de medida
y la magnitud radiométrica asociada:
Unidad
Abreviatura
Magnitud
radiométrica asociada
lumen·segundo
lm·s
Energía radiante
lumen (= cd·sr)
lm
Intensidad luminosa
candela
cd
Intensidad radiante
Luminancia
candela /metro2
cd /m2
Radiancia
Iluminancia
lux
lx
Irradiancia
Emitancia luminosa
lux
lx
Emitancia
Magnitud fotométrica
Cantidad de luz o
energía luminosa
Flujo luminoso o
potencia luminosa
Símbolo
Flujo radiante o
potencia radiante
5. Lámparas
Las luminarias (conocidas erróneamente como lámparas) son aparatos que sirven de
soporte y conexión a la red eléctrica a las lámparas con el objetivo de aportar luz. Como
esto no basta para que cumplan eficientemente su función, es necesario que cumplan
una serie de características ópticas, mecánicas y eléctricas entre otras.
A nivel de óptica, la luminaria es responsable del control y la distribución de la luz
emitida por la lámpara. Es importante, pues, que en el diseño de su sistema óptico se
cuide la forma y distribución de la luz, el rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y
el deslumbramiento que pueda provocar en los usuarios. Otros requisitos que deben
cumplir las luminarias es que sean de fácil instalación y mantenimiento. Para ello, los
materiales empleados en su construcción han de ser los adecuados para resistir el
ambiente en que deba trabajar la luminaria y mantener la temperatura de la lámpara
dentro de los límites de funcionamiento. Todo esto sin perder de vista aspectos no
menos importantes como la economía o la estética.
Partes de una lámpara
 Filamento
Para que una lámpara incandescente emita luz visible, es necesario calentar el filamento
hasta temperaturas muy elevadas. Esto se consigue pasando una corriente eléctrica a
través de un material conductor por efecto Joule.
Como la temperatura depende de la resistencia eléctrica es necesario que esta última
sea muy elevada. Para conseguirlo podemos actuar de dos formas. En primer lugar, que
el filamento esté compuesto por un hilo muy largo y delgado; de esta manera los
electrones tendrán más dificultad para pasar por el cable y aumentará la resistencia. Y la
segunda posibilidad es emplear un material que tenga una resistividad eléctrica elevada.
También es muy importante que el filamento tenga un punto de fusión alto y una
velocidad de evaporación lenta que evite un rápido desgaste por desintegración del hilo.
De esta manera se pueden alcanzar temperaturas de funcionamiento más altas y, por
tanto, mayores eficacias.
Para mejorar la eficacia luminosa de las lámparas se arrolla el filamento en forma de
doble espiral. De esta manera se consigue que emitiendo la misma cantidad de luz, el
filamento presente una menor superficie de intercambio de calor con el gas que rellena
la ampolla, por lo que las pérdidas por este motivo se reducen al mínimo.
 Tungsteno o wolframio:
Metal (W o Tu) nº74, de masa atómica 183, 85 y densidad 19,2, que funde a 3410ºC,
tiene un color gris casi negro y se utiliza para fabricar los filamentos de las lámparas
incandescentes. Resiste bien a la acción de los ácidos, aunque es atacado por el cloro. Su
compuesto más importante es el anhídrido volfrámico WO3 (polvo amarillo insoluble),
al que corresponden varios ácidos y sales. Reduciendo con hidrógenos los volframios
alcalinos, se obtienen los bronces de volframio, polvos de aspecto metálico de varios
colores, que se usan en decoración.
 Ampolla
La ampolla es una cubierta de vidrio que da forma a la lámpara y protege el filamento
del aire exterior evitando que se queme. Si no fuera así, el oxígeno del aire oxidaría el
material del filamento destruyéndolo de forma inmediata.
Las ampollas pueden ser de vidrio transparente, de vidrio blanco translúcido o de
colores proporcionando en este último caso una luz de color monocromática en lugar de
la típica luz blanca.
 Vidrio
Cuerpo sólido, mineral, no cristalino, generalmente frágil, que resulta de la solidificación
de las rocas o bien, del enfriamiento brusco de las lavas al contacto con el aire o el agua.
La mayoría de los vidrios están constituidos por mezclas de óxidos, de los que la sílice o
el anhídrido bórico son imprescindibles para su formación.
 Soporte del filamento: vástago e hilos conductores
El filamento está fijado a la lámpara por un conjunto de elementos que tienen misiones
de sujeción y conducción de la electricidad.
Los hilos conductores transportan la electricidad desde el casquillo a los hilos de soporte
a través del vástago. Para evitar el deterioro de las varillas de soporte es necesario un
material, normalmente se usa el molibdeno, que aguante las altas temperaturas y no
reaccione químicamente con el tungsteno del filamento.
El vástago es de vidrio con plomo, un material con excelentes propiedades de aislante
eléctrico, que mantiene separada la corriente de los dos conductores que lo atraviesan.
Además, y gracias a su interior hueco sirve para hacer el vacío en la ampolla y rellenarla
de gas (cuando se requiera).
 Gas de relleno
Aunque antiguamente se hacía el vacío en el interior de la ampolla, en la actualidad se
rellena con un gas inerte por las ventajas que presenta. Con el gas se consigue reducir la
evaporación del filamento e incrementar la temperatura de trabajo de la lámpara y el
flujo luminoso emitido. Los gases más utilizados son el nitrógeno en pequeñas
proporciones que evitan la formación de arcos y el argón que reduce la velocidad de
evaporación del material que forma el filamento. Las proporciones empleadas varían
según la aplicación de la lámpara y la tensión de trabajo. Aumentando la presión del gas
se consigue, además, disminuir la evaporación del filamento y aumentar la eficacia
luminosa y vida de la lámpara.
 Casquillo
El casquillo cumple dos importantes funciones en la lámpara. Por un lado, sirve para
conectar el filamento a la corriente eléctrica proveniente del portalámparas. Y por el
otro, permite la sujeción de la lámpara a la luminaria evitando su deterioro. En su
fabricación se usan habitualmente el latón, el aluminio o el níquel.
Los casquillos empleados en alumbrado general son de dos tipos: Edison (E) y Bayoneta
(B). Para su nomenclatura se utiliza la inicial de la clase seguida del diámetro en
milímetros. Por ejemplo, E25 quiere decir que tenemos una lámpara con casquillo
Edison de 25 mm de diámetro.
Tipos de lámparas
Existen dos tipos de lámparas incandescentes: las que contienen un gas halógeno en su
interior y las que no lo contienen
 Lámparas de halógeno
La intensidad luminosa que proporciona una lámpara de incandescencia depende, de la
temperatura que alcance su filamento; cuanto más elevada sea, mayor intensidad
luminosa se obtiene.
El desarrollo tecnológico de los últimos años, ha hecho evolucionar considerablemente
las lámparas de incandescencia hasta la obtención de las lámparas de halógeno, en las
cuales se conserva el filamento, de tungsteno o wolframio, mientras que en el interior
de la ampolla se sustituye el argón por un gas halógeno (generalmente yodo), sometido
ahora a mayor presión
Las lámparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la
energía eléctrica. Desde que fueran inventadas, la tecnología ha cambiado mucho
produciéndose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida, el consumo y la
duración de las lámparas. Su principio de funcionamiento es simple, se pasa una
corriente eléctrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta
que emite radiaciones visibles por el ojo humano.
La incandescencia se puede obtener de dos maneras. La primera es por combustión de
alguna sustancia, ya sea sólida como una antorcha de madera, líquida como en una
lámpara de aceite o gaseosa como en las lámparas de gas. La segunda es pasando una
corriente eléctrica a través de un hilo conductor muy delgado como ocurre en las
bombillas corrientes. Tanto de una forma como de otra, obtenemos luz y calor (ya sea
calentando las moléculas de aire o por radiaciones infrarrojas). En general los
rendimientos de este tipo de lámparas son bajos debido a que la mayor parte de la
energía consumida se convierte en calor.
 Lámparas de vapor de mercurio:
A medida que aumentamos la presión del vapor de mercurio en el interior del tubo de
descarga, la radiación ultravioleta característica de la lámpara a baja presión pierde
importancia respecto a las emisiones en la zona visible. Espectro de emisión sin corregir.
En estas condiciones la luz emitida, de color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas.
Para resolver este problema se acostumbra a añadir sustancias fluorescentes que
emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las características
cromáticas de la lámpara. La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con
índices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente. La vida útil, teniendo en
cuenta la depreciación se establece en unas 8000 horas. La eficacia oscila entre 40 y 60
lm/W y aumenta con la potencia, aunque para una misma potencia es posible
incrementar la eficacia añadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que
conviertan la luz ultravioleta en visible. Balance energético de una lámpara de mercurio
a alta presión. Los modelo más habituales de estas lámparas tienen una tensión de
encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la red de 220 V sin necesidad de
elementos auxiliares. Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar próximo a uno
de los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el
inicio de la descarga entre los electrodos principales. A continuación se inicia un periodo
transitorio de unos cuatro minutos, caracterizado porque la luz pasa de un tono violeta
a blanco azulado, en el que se produce la vaporización del mercurio y un incremento
progresivo de la presión del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores
normales. Si en estos momentos se apagara la lámpara no sería posible su re encendido
hasta que se enfriara, puesto que la alta presión del mercurio haría necesaria una
tensión de ruptura muy alta.
 Lámparas de luz mezcla:
Las lámparas de luz de mezcla son una combinación de una lámpara de mercurio a alta
presión con una lámpara incandescente y, habitualmente, un recubrimiento
fosforescente. El resultado de esta mezcla es la superposición, al espectro del mercurio,
del espectro continuo característico de la lámpara incandescente y las radiaciones rojas
provenientes de la fosforescencia. Espectro de emisión de una lámpara de luz de
mezcla. Su eficacia se sitúa entre 20 y 60 lm/W y es el resultado de la combinación de la
eficacia de una lámpara incandescente con la de una lámpara de descarga. Estas
lámparas ofrecen una buena reproducción del color con un rendimiento en color de 60 y
una temperatura de color de 3600 K. La duración viene limitada por el tiempo de vida
del filamento que es la principal causa de fallo. Respecto a la depreciación del flujo hay
que considerar dos causas. Por un lado tenemos el ennegrecimiento de la ampolla por
culpa del wolframio evaporado y por otro la pérdida de eficacia de los polvos
fosforescentes. En general, la vida media se sitúa en torno a las 6000 horas. Lámpara de
luz de mezcla. Una particularidad de estas lámparas es que no necesitan balasto ya que
el propio filamento actúa como estabilizador de la corriente. Esto las hace adecuadas
para sustituir las lámparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones.
 Lámparas de halogenuro metálico:
. Si añadimos en el tubo de descarga yoduros metálicos (sodio, talio, indio...) se consigue
mejorar considerablemente la capacidad de reproducir el color de la lámpara de vapor
de mercurio. Cada una de estas sustancias aporta nuevas líneas al espectro. Espectro de
emisión de una lámpara con halogenuros metálicos. Los resultados de estas
aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los
yoduros añadidos y un rendimiento del color de entre 65 y 85. La eficiencia de estas
lámparas ronda entre los 60 y 96 lm/W y su vida media es de unas 10000 horas. Tienen
un periodo de encendido de unos diez minutos, que es el tiempo necesario hasta que se
estabiliza la descarga. Para su funcionamiento es necesario un dispositivo especial de
encendido, puesto que las tensiones de arranque son muy elevadas (1500-5000 V).
Lámpara con halogenuros metálicos. Las excelentes prestaciones cromáticas la hacen
adecuada entre otras para la iluminación de instalaciones deportivas, para
retransmisiones de TV, estudios de cine, proyectores, etc.
 Lámparas de vapor de sodio a baja presión:
La descarga eléctrica en un tubo con vapor de sodio a baja presión produce una
radiación monocromática característica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y
589.6 nm) muy próximas entre sí. Espectro de una lámpara de vapor de sodio a baja
presión. La radiación emitida, de color amarillo, está muy próxima al máximo de
sensibilidad del ojo humano (555 nm). Por ello, la eficacia de estas lámparas es muy
elevada (entre 160 y 180 lm/W). Otras ventajas que ofrece es que permite una gran
comodidad y agudeza visual, además de una buena percepción de contrastes. Por
contra, su mono cromatismo hace que la reproducción de colores y el rendimiento en
color sean muy malos haciendo imposible distinguir los colores de los objetos. Balance
energético de una lámpara de vapor de sodio a baja presión. La vida media de estas
lámparas es muy elevada, de unas 15000 horas y la depreciación de flujo luminoso que
sufren a lo largo de su vida es muy baja por lo que su vida útil es de entre 6000 y 8000
horas. Esto junto a su alta eficiencia y las ventajas visuales que ofrece la hacen muy
adecuada para usos de alumbrado público, aunque también se utiliza con finalidades
decorativas.
 Lámparas de vapor de sodio a alta presión:
Las lámparas de vapor de sodio a alta presión tienen una distribución espectral que
abarca casi todo el espectro visible proporcionando una luz blanca dorada mucho más
agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión.
Espectro de una lámpara de vapor de sodio a alta presión. Las consecuencias de esto es
que tienen un rendimiento en color (Temperatura de color = 2100 K) y capacidad para
reproducir los colores mucho mejores que la de las lámparas a baja presión. No
obstante, esto se consigue a base de sacrificar eficacia; aunque su valor que ronda los
130 lm/W sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de lámparas.
Balance energético de una lámpara de vapor de sodio a alta presión. La vida media de
este tipo de lámparas ronda las 20000 horas y su vida útil entre 8000 y 12000 horas.
Detalle según el tipo de lámparas
II.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL LUXÓMETRO.
El luxómetro moderno funciona según el principio de una celda (célula) o fotovoltaica;
un circuito integrado recibe una cierta cantidad de luz (fotones que constituyen la
"señal", una energía de brillo) y la transforma en una señal eléctrica (analógica). Esta
señal es visible por el desplazamiento de una aguja, el encendido de diodo o la fijación
de una cifra esto se observa en el luxómetro.
Un filtro de corrección de espectro permite evitar que las diferencias de espectro
falseen la medida (la luz amarilla es más eficaz que la azul, por ejemplo, para producir
un electrón a partir de la energía de un paquete de fotones).
Los luxómetros pueden tener varias escalas para adaptarse a las luminosidades débiles o
las fuertes (hasta varias decenas de millares de luxes)
Diferencias entre el luxómetro analógico y el digital
Luxómetro analógico,
Características:
con célula de silicio (alta precisión y
estabilidad), escala espejada
Compacto y ligero
Salida para registrador
Suspensión tenso-venda tipo indicador
Carcasa estándar
No necesita fuente de alimentación
Rango de 0 a 300, 0 a 1000 0 a 3000lux
(seleccionable con switch)
Exactitud de ±7% de la lectura (23°C ±2°)
Temperatura de operacion de -10 a 40°C
Rangos: 3/10/30/100/300 lux
Luxómetro digital,
Características:
con célula de silicio (alta precisión y
estabilidad) auto rango, selección de unidad
entre lux & fc, apagado automático,
función de retardo de disparo para eliminar
la incidencia de la sombra del usuario,
factor de corrección por colores para
diferentes tipos de fuentes de luz, , función
de computo de promedio lumínico por el
método de los 4 o 5 puntos, función ripple
para eliminar la incidencia de los rayos
solares, lectura de la intensidad de la fuente
lumínica ajustable entre distancias
comprendidas entre 0,01 a 99,9 metros,
función de cálculo de totalizado de
intensidad lumínica,
Rangos:
9,99/99,9/999/9.990/99.900/999.000 lux
auto rango
Calibración y condiciones de uso
Calibración: El luxómetro permite medir la cantidad de luz incidente en un área de
trabajo, para poder determinar si es o no la adecuada de acuerdo a la actividad que se
realice.
Del mismo modo se requiere que el índice de reflexión sea determinado, ya que esto
evita que el trabajador sea deslumbrado por las reflexiones.
Los medidores de iluminancia, generalmente consisten en un cabezal fotométrico,
incorporado al cuerpo del instrumento o separado de él y unido con un cable corrector,
transductor y una unidad de lectura. Las fuentes de alimentación pueden ser parte del
luxómetro incluso si están separadas.
El método de calibración habitual es calibrar el medidor de iluminancia por medio de
una medida absoluta a un nivel y obtener calibraciones a otros niveles por medio de
medidas relativas y aplicando la ley del inverso del cuadrado de la distancia.
Condiciones de uso









No superar los valores de entrada permitidos
El aparato sólo debe ser usado en las condiciones de temperatura permitidas.
Evitar movimientos bruscos
El sensor debe ser protegido con su funda protectora cuando no esté siendo
utilizado.
No usar el medidor cerca de campos eléctricos (altas tensiones, motores).
Estabilice el medidor a la temperatura ambiente antes de su puesta en
funcionamiento.
Está prohibido abrir la carcasa del aparato.
No apoyar nunca el aparato sobre la superficie del teclado (p.e. sobre una mesa).
No realizar ningunas modificaciones técnicas en el aparato.
 Limpiar el aparato con un paño húmedo y usar sólo productos de limpieza de pH
neutro (evite la entrada de líquido en el interior del aparato, ya que daña los
componentes electrónicos).
Mantenimiento y limpieza
Puede limpiar el medidor y sensor con un paño húmedo. Puede usar un detergente
suave,
Puede usarse un detergente suave pero evite solventes abrasivos y productos químicos
fuertes
Batería Instalación / reemplazo. El compartimiento de la batería está ubicado detrás del
medidor. El compartimiento de la batería está fácilmente accesible con solo presionar la
traba y deslizar la tapa en la dirección de la flecha moldeada. Reemplace o instale la
batería de 9V y cierre el compartimiento colocando la tapa en su lugar.
Procedimiento de medición para un modelo especifico:
LUXÓMETRO
EXTECH 401025
Equipo: Luxómetro - Medidor digital de luz
Modelo: 401025
N° serie: (depende de cada sede)
Escala
Pantalla en escala Lux
Lux
Resolución
Precisión
Lux
2.000
0-1.999
1
+/- (5% + 2 dígitos)
20.000
2.000-19.990
10
+/- (5% + 2 dígitos)
50.000
20.000-50.000
100
+/- (5% + 2 dígitos)
Escala
Pantalla en escala
Resolución
Precisión
Fc
Fc
Fc
200
0-199.9
0.1
+/- (5% + 2 dígitos)
2.000
200-1.999
1
+/- (5% + 2 dígitos)
5.000
2.000-5.000
10
+/- (5% + 2 dígitos)
Características importantes:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Posee sensor foto diodo
Posee filtro de corrección de color que cumple con el exigido por la C.I.E.
(Comisión Internacional de Iluminación)
Mide en amplia escala de Lux y Foot-Candels (Fc).
Selector de respuesta Lenta y Rápida.
Unidades de medida:
– Lux o Fc (pie candela)
Escalas: (en 3 rangos cada una)
– Lux (0 a 50.000)
– Fc (0 a 5.000)
Selector de tiempo de respuesta
– Rápido (Fast): 1 segundo
– Lento (Slow): 2 segunndos
Indicador de sobre alimentación:
– indica en pantalla “1”.
T° operación: 0°C a 50°C
Humedad relativa de operación: <80%
OPERACIÓN DEL EQUIPO
•
•
•
•
•
Seleccione las unidades Lux o Fc
Seleccione tipo de respuesta (Fast o Slow)
Seleccione la escala máxima en el interruptor
Sostenga el sensor frente a la fuente de luz que desea medir
Para retener la medición utilice la tecla “Data Hold”  La medición se congelará.
IMPORTANTE:
•
•
Cuando los datos están fuera de sobrescala en pantalla aparece “I”, si esto
ocurre seleccione una escala más alta.
Cada vez que cambie de escala, los valores aparecidos en pantalla deben
multiplicarse por el factor correspondiente (x10, x100)
Factores de corrección
•
•
El sensor está calibrado de fábrica con una luz de Tungsteno de 2856°K,
por lo tanto cualquier medición de una fuente luminosa distinta deberá
corregirse con la siguiente tabla.
Tipo de Fuente
luminosa
El valor en pantalla
multiplicarlo por:
Lámpara de mercurio
X1.14
Lámpara fluorescente
X1.08
Luz diurna
X1.00
Lámpara de sodio
X1.22
Halógenos
X1.00
Selección de escalas adecuadas
•
•
•
El instrumento tiene tres escalas de medición
– 0-200 Fc
0-2000 Lux
– 0-2000 Fc
0-20000 Lux
– 0-5000 Fc
0-50000 Lux
La selección de la escala adecuada producirá la lectura más precisa.
Seleccione siempre la escala que produzca la mayor cantidad de dígitos sin
exceder la máxima para esa escala en particular
Por ejemplo: una lectura de 1456 Fc deberá leerse en la escala de 0-2000 Fc y no
en la de 0-5000.
Calibración en terreno
 Encender el instrumento con el sensor completamente cubierto con su
respectiva tapa protectora.
 También se puede invertir sobre una superficie lisa y opaca, evitando claro el
contacto directo para evitar daños y rayaduras.
 Verificar que entregue el valor de 0 Lux.
 Si esto no ocurriese se deberán corregir todos los valores obtenidos
Otros modelos con conexión a PC
El Luxómetro Digital HD400 puede ser conectado a una PC a través de su interfaz USB.
Con el medidor se incluye un cable USB y software Windowstm. El software permite al
usuario ver,guardar, exportar e imprimir lecturas de la PC.simplemente muestra las
lecturas en la PC tal y como son tomadas en tiempo real; después de lo cual las lecturas
pueden ser analizadas, guardadas como texto o impresas.
Programa de Software
El Software suministrado permite al usuario ver las lecturas en tiempo real en una PC.
Las lecturas pueden ser analizadas, ampliadas, guardadas e impresas. Por favor consulte
las instrucciones detalladas en el menú AYUDA (HELP UTILITY) disponible desde el
programa de software
Ejemplo de Cálculo
medición de Iluminación (Lux) en un punto cuyo tipo de luz son lámparas Fluorescentes.
– Cero Lux:
003 Lux
– Medición promedio:
433 Lux
– Valor corregido: (433-003)= 430 Lux
– Factor de correción por tipo de lampáras Lámpara Fluorescente = x 1,08
Valor Real Obtenido = 430x1,08 = 464,4 Lux
Recomendaciones:
 Con el propósito de evitar reflexiones indebidas durante las mediciones, el
operador del luxómetro no debe utilizar delantal blanco.
 El operador del instrumento no debe interponerse entre la fuente de iluminación
y el sensor del luxómetro
 Siempre se deben realizar mediciones con luz artificial, a fin de conocer
situaciones críticas
 Es recomendable medir la luz de lámparas fluorescentes después de 100 horas
de uso mínimo y las incandescentes después de 20 horas de uso mínimo
 Debe permitirse un periodo de calentamiento de las lámparas, y una adaptación
del sensor del instrumento para que alcance la sensibilidad constante
III. LUX EMPLEADOS EN LA ILUMINACIÓN DE LOS
DIFERENTES TIPOS DE AMBIENTES.
En la FNL encontrará informaciones exhaustivas sobre la medición de la luz en el puesto de
trabajo. La comisión de normalización de la técnica lumínica en DIN se ocupa de la elaboración
de normas DIN respecto a radiaciones naturales y artificiales ultravioletas, visibles e infrarrojas.
El FNL (Instituto Alemán de Normativas) realiza determinaciones acerca de los siguientes
ámbitos: terminología, requisitos básicos de la visualización, fotometría, todas las aplicaciones
en iluminación de interior y de exterior y los efectos foto biológicos de la luz y de la radiación.
Con motivo de las numerosas consultas sobre el tema de los luxómetros, hemos reunido en una
tabla una serie de informaciones acerca de los valores mínimos que deben mantenerse
habitualmente en el ámbito interior. Para el ámbito exterior se dan valores sustancialmente más
altos (p.e. 30000 lux o 200000 lux bajo la luz del sol). Estos valores son valores meramente
orientativos.
Lugar iluminado
Tipo / Lugar de trabajo
Rango de intensidad lumínica
Escuelas
realización de experimentos
700 - 1500 lux
escribir en la pizarra
700 - 1500 lux
realización de dibujos o
diseños gráficos
700 - 1500 lux
pasillos
150 - 300 lux
aulas en general
150 - 300 lux
sala de lectura
700 - 1500 lux
comedor
300 - 700 lux
Oficinas
Fábricas
sala / trabajo con ordenadores 1500 - 3000 lux
realización de dibujos o
diseños técnicos
1500 - 3000 lux
reuniones
300 - 700 lux
comedor
150 - 300 lux
recepción
300 - 700 lux
naves de producción
1500 - 3000 lux
oficina de investigación
700 - 1500 lux
oficina de planificación
700 - 1500 lux
trabajos de laboratorio
1500 - 3000 lux
empaquetado de productos
700 - 1500 lux
almacén
300 - 700 lux
salas eléctricas
150 - 300 lux
Hospitales
sala de visitas
300 - 700 lux
formación
300 - 700 lux
formación en anatomía
300 - 700 lux
primeros auxilios /
tratamientos
700 - 1500 lux
farmacias
700 - 1500 lux
lectura en camas de pacientes 150 - 300 lux
Hoteles
Negocios
sala de rayos
70 - 150 lux
lavandería
150 - 300 lux
recepción
700 - 1500 lux
entrada
300 - 700 lux
banquete
300 - 700 lux
oficinas
150 - 300 lux
restaurante
150 - 300 lux
aseos
150 - 300 lux
lavanderías
150 - 300 lux
bares
70 - 150 lux
pasillos
70 - 150 lux
escaleras
70 - 150 lux
escaparate
1500 - 3000 lux
salas de exposición
1500 - 3000 lux
empaquetado
700 - 1500 lux
sala de espera
300 - 700 lux
sala de reuniones
300 - 700 lux
aseos
150 - 300 lux
escaleras
70 - 150 lux
IV. APLICACIÓN E IMPORTANCIA DEL LUXÓMETRO EN LA
ILUMINACIÓN Y EJEMPLOS
El luxómetro ha sido utilizado primero por fotógrafos y cineastas.
Los usos principales del luxómetro son los siguientes:
 Para optimizar la iluminación interior (del 20 al 60 % de la electricidad es
consumida por la iluminación) o exterior (que a menudo desperdicia mucha
energía).
La determinación de los niveles de iluminación adecuados para una instalación no es un
trabajo sencillo. Hay que tener en cuenta que los valores recomendados para cada tarea
(nombrados en la parte III) para una adecuada comodidad visual, agradabilidad y
rendimiento visual del usuario.
 Evitar la contaminación lumínica
Se define la Contaminación Lumínica como “la emisión de flujo luminoso de fuentes
artificiales nocturnas en intensidades, direcciones o rangos espectrales innecesarios
para la realización de las actividades de la zona donde estén instaladas las luces”. Se
manifiesta especialmente en el aumento del brillo del cielo nocturno causado por la
reflexión y difusión de la luz artificial en los gases y partículas del aire, debido a un
ineficiente y mal diseñado alumbrado exterior, que emplea luminarias inadecuadas y/o
genera excesos de iluminación. Se origina, bien por enviar la luz de forma directa hacia
el cielo o bien por la dispersión en la atmósfera de la luz reflejada por las superficies
iluminadas.
La Contaminación Lumínica constituye un despilfarro de energía que produce graves
perjuicios de tipo económico, afecta negativamente a la atmósfera, daña a la
biodiversidad, perturba a la ciudadanía, provoca inseguridad vial, e impide la
contemplación y disfrute del patrimonio cultural que es el cielo estrellado.
 Elaboración de proyectos de iluminación.
Es referido al estudio de la iluminación con sus correspondientes cálculos en sus
variados aspectos económicos.
Con frecuencia se confunden, tomándolas como sinónimas, las palabras alumbrado e
iluminación, pero debe reservarse al estudio del alumbrado la parte artística de la
técnica de distribuir correctamente la luz y al estudio de la iluminación su parte
científica, entiéndase como tal el cálculo de los sistemas de distribución de la luz para
conseguir el efecto y rendimiento luminoso que se persiguen.
 Estudio de la ciencia de la iluminación
Todos hemos comprendido lo enorme de los progresos conseguidos en el dominio del
alumbrado en el transcurso de los últimos años, como en los teatros, vías públicas,
hogares, etc., permite comprobar que la luz se aprovecha en abundancia y se distribuye
con una ciencia desconocida hace una veintena de años.
Esta importancia que ha obtenido la ciencia de la iluminación es resultado de unos
estudios racionalmente practicados, en los cuales el luxómetro jugó un papel
fundamental, en el trabajo en los laboratorios de investigación, escuelas y otros centros,
con el intenso afán de explorar el verdadero dominio de la luz artificial y sus
aplicaciones.
El fin que persigue esta ciencia es:
o Fomentar el uso racional de la luz artificial, interesando y estimulando el
estudio y la investigación de cuanto se relaciona con los problemas de la
visión en conexión con la iluminación.
o Difundir en todos los sectores de la vida actual los conocimientos de los
modernos métodos y reglas de una utilización científica de la luz, así como
sus ventajas e importancia para la economía privada y pública, higiene,
seguridad en el transito, ornato, comodidad, etc.
Es decir una finalidad principalmente cultural y social.
Sus principios técnicos que constituyen su base se reducen a dos: evitar el
deslumbramiento que perjudica la vista y dificulta la visión, y eliminar las sombras
fuertes que desfiguran los objetos, entorpecen el trabajo y dan un aspecto desagradable
a los locales. Por ello el alumbrado debe ser económicamente utilizado, estético, y,
como tal, fuente de elevación espiritual a la vez que de provecho comercial.
 Pruebas en elementos sensibles a la luz como exhibidores, archivos, museos y
galerías de arte.
 Ensayos de cumplimiento de normas de seguridad en lugares de trabajo,
oficinas y plantas industriales según la tabla antes mostrada.
 Se utilizan también, más raramente para medir la luminosidad del cielo en
meteorología, para medir la luz recibida al suelo en bosques o en invernaderos.
 En los últimos años también ha comenzado a ser utilizado por ecologistas,
astrónomos y arquitectos para desarrollar índices cuantitativos de la
contaminación lumínica o la intrusión de la luz para reducirlas o adaptar
estrategias de ingeniería.
Ejemplos
 Letreros y anuncios luminosos.
Para la elaboración de anuncios luminosos no se emplea
el luxómetro ya que los anuncios tienen un fin puramente
comercial, pero se puede emplear para medir y evitar la
contaminación visual en lugares demasiado iluminados de
y darle un aspecto de vitalidad y actividad, aparte de su
atractivo.
 Alumbrados especiales: La luz en la cinematografía.
El luxómetro se usa desde hace mucho tiempo en la cinematografía, la proyección
cinematográfica se obtiene por el empleo en la linterna de focos de luz que pueden ser
de arco o e lámpara de incandescencia.
Para los grandes locales se emplea la luz producida por el arco, pero para aquellos
donde la distancia del proyector a la pantalla no excede de los 30 metros se emplean
con resultado satisfactorio la lámpara de incandescencia.
Las lámparas de arco que se usan, tanto pueden ser de corriente continua. El arco,
corrientemente, es de alta intensidad, que oscila entre 50 y 100 amperios y da una
imagen nítida.
Las lámparas de incandescencia para proyección se construyen con los filamentos
enrollados, concentrados en una pequeña superficie de 50 vatios a la tensión normal,
de 600 a 900 vatios para 30 voltios y 1000 vatios para la tensión de 125 voltios.
Las pantallas se clasifican según sus superficies reflectoras y entonces son difusoras,
rugosas y metálicas.
El factor de reflexión del material usado para la superficie de la pantalla debe ser tan
elevado como sea posible para la mejor utilización de la luz.
Superficie difusora blanca perforada………..0.8 a 0.86
Superficie rugosa perforada……………………….0.65 a 0.75
Superficie metálica perforada…………………....0.6 a 0.65
La intensidad de iluminación adecuada para la pantalla es de 25 a 300 lux, según el
factor de la misma y la densidad de la película. Si la luz distinta de la del proyector llega
a la pantalla, el valor de contraste de la película queda reducido en gran proporción. Así
por ejemplo si un 1% de brillo de la pantalla procede de otras fuentes extrañas de luz,
hay que aumentar la potencia del proyector en un 40% aproximadamente si se quiere
llegar a obtener el mismo resultado que en el caso en que no existiese luz extraña.
Cuando los proyectos van ocupados con lámparas especiales de proyecciones utilizan
dos sistemas de aparatos. Uno de ellos es el indicado de la figura 198, que consiste en
un reflector parabólico de aluminio, con superficie mate que proporciona un alumbrado
bastante bueno; el otro es el indicado en la figura 199, que es un aparato especial en el
que se cambian un reflector parabólico y un espejo esférico auxiliar.
El primero va equipado con lámpara de hasta 2.500 vatios; el segundo capaz de
producir hasta 15000 lux sobre superficies de 4 metros, puede ocuparse con lámparas
de 10000 vatios.
De todas maneras para la producción de rayos muy concentrados en salas de gran
longitud, los aparatos empleados son los arcos de carbón de alta intensidad.