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Lumen, candela y lux

Flujo luminoso e intensidad luminosa: por qué más lúmenes no significan más luz en el suelo

El valor en lúmenes figura en todas las fichas técnicas, y es precisamente la cifra que no debe tener en cuenta a la hora de elegir una luminaria. Lo que realmente llega a su terreno o campo son los lux, y entre ambos valores se encuentran el haz de luz, la altura de montaje y la pérdida de la propia luminaria.

Esta página aclara las cuatro magnitudes, muestra mediante un cálculo cuántos lúmenes llegan realmente al terreno y enumera los cinco puntos que debe tener en cuenta a la hora de comprobar los datos sobre lúmenes que figuran en una ficha técnica.

En un solo párrafo
El lumen es la cantidad de luz que emite la luminaria. El lux es la cantidad de luz que llega.

Entre ambos factores se encuentran la forma del haz (candela), la distancia a la superficie y las pérdidas dentro de la propia luminaria. En el caso de la iluminación exterior, suele llegar entre el 40 % y el 55 % de los lúmenes emitidos a la superficie que se desea iluminar. El resto se dispersa en el entorno, y ahí es precisamente donde se produce la contaminación lumínica.

Por consiguiente, nunca solicite una luminaria con x lúmenes. Solicite x lux en la superficie, con un requisito de uniformidad añadido.
La base

Cuatro magnitudes que a menudo se confunden entre sí

Los cuatro miden algo diferente, y la confusión cuesta dinero: un pliego de condiciones que exige lúmenes en lugar de luxes no puede verificarse en la entrega.

Grandeza
Unidad
¿Qué mide?
Dónde lo encontrará
Flujo luminoso
símbolo Φ
lumen
La cantidad total de luz visible que emite una fuente o una luminaria en todas las direcciones, ponderada en función de la sensibilidad del ojo.
En la parte superior de cada ficha técnica. No indica a dónde se dirige esa luz.
Luminosidad
símbolo I
vela
La cantidad de luz en una dirección determinada, por ángulo sólido. Una candela equivale a un lumen por estereorradiano.
En la distribución de la intensidad luminosa de la luminaria, el archivo fotométrico con el que se realiza un cálculo de iluminación.
Iluminancia
símbolo E
luz
Cuánta luz incide sobre una superficie: lúmenes por metro cuadrado. Esto es lo que llega al campo o terreno.
En normas, pliegos de condiciones y mediciones de entrega. Este es el valor sobre el cual usted establece los acuerdos.
Luminancia
símbolo L
cd/m²
Qué tan brillante parece una superficie o fuente de luz para el ojo. Determina el deslumbramiento, no la cantidad de luz.
En cuanto a los requisitos de deslumbramiento, la molestia lumínica hacia las fachadas y en la iluminación vial.

El quinto valor: rendimiento luminoso

Lumen por vatio, lm/W. La relación entre lo que se obtiene y lo que usted paga. Este es el valor en el que se basan el rendimiento energético y el período de amortización, y al mismo tiempo el valor que se embellece con mayor frecuencia en las fichas técnicas.

La serie DarkLicht que aplicamos en terrenos y campos obtiene 172 lm/W netosmedido en relación con la luminaria completa, incluida la pérdida del controlador. Cómo se compara dicho número con el de otra se detiene a continuación bajo los cinco controles.

Dos reglas de cálculo que necesita

1 lux = 1 lumen por metro cuadrado
E = I ÷ d²

La segunda es la ley del cuadrado inverso: la iluminancia en un punto es la intensidad luminosa en esa dirección dividida por el cuadrado de la distancia. Duplique la altura del báculo y conservará en ese mismo punto una cuarta parte de los luxes. Esa es la razón por la cual los báculos más altos requieren más luminarias o más potentes, y por qué una especificación de lúmenes sin la altura de montaje no dice nada.

Calculado

¿Cuántos lúmenes aterrizan realmente en el terreno?

Un ejemplo de cálculo: una terminal de contenedores de 200 × 120 metros que debe alcanzar 50 lux, con seis mástiles de 25 metros y tres luminarias de 600 vatios por mástil. Dieciocho luminarias en total, con una potencia conjunta de 10,8 kilovatios: en una terminal dicha disposición es más habitual que una sola luminaria pesada por mástil, debido a que permite distribuir los haces de luz por el terreno. El cálculo es comprobable y la respuesta constituye el argumento técnico más sólido de que disponemos.

El terreno iluminado24.000 m²
Iluminancia requerida50 lux
Requerido en la superficie1.200.000 lúmenes
Instalación: 18 × 600 W, tres luminarias por mástil10,8 kW
Flujo luminoso bruto a 172 lm/W neto1.857.600 lúmenes
Aterriza en el terrenoaproximadamente 65 %
Habitual en la iluminación exteriorDe 40 a 55 %

Un supuesto: 4000 horas de funcionamiento con un interruptor crepuscular y un terreno abierto sin obstáculos. En un terreno grande y continuo, este porcentaje resulta ser mayor que en una superficie delimitada, debido a que los haces de las torres vecinas se solapan en la superficie útil en lugar de fuera de ella. En un campo de competición de 100 × 64 m, el mismo cálculo da como resultado un 62 %, y en un campo más grande, un 59 %. En los tres casos, es la forma del haz la que determina el resultado: un proyector plano mantiene la luz sobre la superficie en lugar de alrededor de ella.

Por qué este es el número por el cual preguntar

Dos luminarias con los mismos lúmenes y la misma potencia pueden diferir en el campo en decenas por ciento. La diferencia radica en la óptica y en lo que termina fuera del campo. Usted paga esa pérdida dos veces: en luminarias adicionales para cumplir con la norma, y en molestias hacia el entorno.

Por definición, una luminaria de corte total no emite nada por encima de la horizontal. Por lo tanto, todo lo que emite se dirige hacia abajo, y la única cuestión restante es cuán estrictamente se mantiene sobre la superficie.

Por lo tanto, en una comparación, no solicite lúmenes por luminaria, sino el cálculo lumínico con el número de puntos de luz, los luxes en el terreno y la uniformidad. Así comparará instalaciones en lugar de fichas técnicas.

Nuestras luminarias

Donde usted se encuentra con esto en la práctica

El DarkLicht M300 emite 51.300 lúmenes y el Shark 50.000: casi el mismo flujo luminoso, dos tareas diferentes. Dicha diferencia no se aprecia en el número de lúmenes, sino en el cálculo lumínico.

68.400 a 307.800 lm · 400 a 1.800 W
25.700 a 51.300 lm · 150 a 300 W
50.000 lm · 320 W
111.300 lm · 800 W

En cada hoja de datos figuran el flujo luminoso, la potencia y el archivo fotométrico con el que realizamos el cálculo; este se descarga sin necesidad de formulario. Para grandes zonas desde báculos altos, los proyectores de superficie son el punto de partida, y lo que cabe en un báculo figura en postes de iluminación y mástiles de gran altura.

Cinco controles

Verificar una especificación de lumen antes de comparar

El lumen no es una mentira, pero sí es una cifra sujeta a condiciones. Estas cinco preguntas eliminan la mayoría de las comparaciones entre peras y manzanas. Si la respuesta no figura, eso mismo constituye ya una respuesta.

1
Lúmenes de luminaria o lúmenes de chip
Los chips LED proporcionan más de lo que sale de la luminaria: las lentes, el vidrio y la reflexión restan luz. Una especificación basada en los chips no es comparable con una especificación de la luminaria completa. Solicite el flujo luminoso de la luminaria.
2
¿Se incluye la pérdida de conducción?
Un valor neto de lm/W incluye la potencia consumida de toda la luminaria, incluido el controlador. Un valor bruto incluye únicamente el del módulo LED. La diferencia es rápidamente del 10 al 15 %.
3
¿A qué temperatura se realizó la medición?
El rendimiento de los LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Un valor obtenido en un laboratorio a temperatura ambiente no se mantiene en un día de verano en una carcasa cerrada. Pregunte a qué condiciones pertenece el problema.
4
¿Valor de nuevo o valor de conservación?
Cualquier instalación rinde menos tras el transcurso de los años. Por consiguiente, las normativas calculan con valores de mantenimiento, mediante un factor de mantenimiento que se acuerda de antemano. Un cálculo lumínico basado en valores nuevos cumple con la norma sobre el papel y no en el cuarto año.
5
¿Se incluye un código LB en la vida útil?
Una especificación de vida útil sin código no dice nada. L90B05 significa que después de las horas mencionadas, al menos el 95 % de las luminarias todavía emite como mínimo el 90 % del flujo luminoso original. La serie DarkLicht se sitúa en 103.500 horas, L90B05.

Valores de referencia: ¿cuántos lux son suficientes?

Valores de referencia, no requisitos estrictos: la norma EN 12464-2 trabaja con tareas y zonas, no con una única cifra por tipo de terreno. Lo que su zona exige depende de la tarea que allí se realiza y del tráfico que por ella transita.

Pasarelas peatonales y tráfico lentode 5 a 10 lux
Tráfico regular de vehículos en el recinto20 lux
Transbordo y manipulación de contenedores50 lux
Zona de carga y descarga150 lux
Trabajos en exteriores con detalles, montaje o reparación100 lux
Inspección y control visual200 lux o más

Siempre se incluye un segundo requisito: la uniformidad. Cien lux con puntos oscuros entre ellos no sirve, y en un campo deportivo es motivo de desaprobación. Y calcule con valores de mantenimiento, no con valores nuevos: el factor de mantenimiento se acuerda de antemano.

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Preguntas frecuentes

Lo que se nos pregunta al respecto

Si su pregunta se refiere a su propio terreno o campo, un cálculo de iluminación es más rápido que una explicación. Lo realizamos de forma gratuita y recibirá la respuesta de un ingeniero en el plazo de un día hábil.

El lumen es la cantidad total de luz que emite una luminaria, en todas las direcciones. El lux es la cantidad de esta que incide sobre una superficie: un lux es un lumen por metro cuadrado. Mil lúmenes distribuidos en un metro cuadrado proporcionan 1000 lux; esos mismos mil lúmenes en diez metros cuadrados proporcionan 100 lux.

Lumen mide toda la luz, independientemente de la dirección. La candela mide la intensidad luminosa en una dirección determinada, por ángulo sólido: una candela es un lumen por estereorradián. Dos luminarias con los mismos lúmenes pueden tener valores de candela totalmente diferentes y, por consiguiente, un haz muy distinto.

Solo si conoce la superficie sobre la cual se distribuye la luz, y aun así es una estimación. Los luxes en un terreno real dependen de la forma del haz, la altura de montaje, el ángulo de inclinación, las reflexiones y la superposición entre los puntos de luz. Para ello existe el cálculo lumínico con el archivo fotométrico de la luminaria.

Porque lo que importa es la cantidad de esos lúmenes que inciden sobre la superficie que desea iluminar. En el caso de la iluminación exterior, lo habitual es que se utilicen entre 40 y 55 %; el resto se dispersa en el entorno. Una luminaria con menos lúmenes pero con una óptica mejor puede proporcionar más luxes sobre la superficie y causa menos molestias en el entorno.

Esto funciona de manera cuadrática: $E = I ÷ d^2$. En el mismo punto, duplicar la distancia produce una cuarta parte de los luxes. Sin embargo, a menudo es mejor montarlo a mayor altura, ya que la luz incide entonces sobre la superficie con un ángulo menor: menos inclinación, menos deslumbramiento y menos molestias para el entorno.

La iluminancia requerida en lux sobre la superficie que debe iluminarse, con un requisito de uniformidad, como valor de mantenimiento, incluidos el factor de mantenimiento y los requisitos de zona para la contaminación lumínica. No una cantidad de lúmenes por luminaria: eso no se puede comprobar en el momento de la entrega.

La uniformidad es la relación entre el nivel de iluminación más bajo y el nivel de iluminación medio. Cien lux con agujeros oscuros entre ellos son inútiles: un balón o una carretilla elevadora desaparecen en la sombra. En las normas deportivas, la uniformidad es un requisito independiente y motivo de rechazo si no se cumple.

Dado que, con el paso de los años, cualquier instalación emite menos luz debido al desgaste y a la acumulación de suciedad. La norma exige que se alcance dicho nivel también al final del periodo de mantenimiento. El factor de mantenimiento que aplique para ello debe acordarse de antemano; esa elección determina el número de luminarias.

Eso depende de la tarea, no del tipo de terreno: la norma EN 12464-2 se basa en tareas y zonas. A grandes rasgos, de 5 a 10 lux para las vías de paso, 20 lux para el tráfico habitual de vehículos, 50 lux para la transbordo y la manipulación de contenedores, 100 lux para trabajos que requieran precisión y 150 lux en una zona de carga y descarga. Por encima de los 150 lux, se trata de tareas de inspección y control, y en ese caso la reproducción cromática es tan importante como el nivel de iluminación.

¿Prefiere que se calcule su propio terreno en lugar de otra explicación?

Envíe un plano o un croquis con las dimensiones. Recibirá un cálculo lumínico con los luxes en la superficie, la uniformidad, el número de puntos de luz y la potencia. Gratuito y con respuesta de un ingeniero en el plazo de un día laborable.