Términos esenciales de iluminación explicados: Glosario técnico

Tabla de contenido

Introducción

Parte 1: La física de la luz y la visión

Parte 2: Fotometría: cuantificación de la luz

Parte 3: Ciencia y calidad del color

Parte 4: Distribución óptica y control del deslumbramiento

Parte 5: Términos eléctricos y mecánicos

Parte 6: El glosario completo de iluminación de Arizona

Conclusión

Introducción

¿Alguna vez has consultado la hoja de especificaciones de un LED y has sentido que estabas leyendo en otro idioma? No estás solo.

Desde "L70" hasta "MacAdam Ellipse", la industria de la iluminación está repleta de acrónimos complejos y jerga técnica. Sin embargo, comprender estos  términos de iluminación  ya no es opcional.

Ya sea ingeniero, diseñador de iluminación o gerente de compras, dominar esta terminología es fundamental. Esto le garantiza no solo comprar "luces brillantes", sino también seleccionar productos que ofrezcan eficiencia energética, confort visual y confiabilidad a largo plazo para sus proyectos.

Esta guía va más allá de un simple diccionario. Hemos organizado los conceptos más esenciales en una estructura lógica para ayudarte a tomar mejores decisiones:

l  La Física de la Luz : Comprender el espectro y la visión humana.

l  Fotometría : Cómo medimos y cuantificamos la luz (lúmenes, lux, etc.).

l  Ciencia del color : dominio de CCT, CRI y TM-30.

l  Electricidad y mecánica : controladores, atenuación y clasificaciones de protección.

l  Glosario de la A a la Z : un índice de referencia rápida para todo lo demás.

Parte 1: La física de la luz y la visión

Antes de analizar las especificaciones de las lámparas, debemos comprender la naturaleza de la luz en sí y cómo la perciben nuestros ojos.

01. Luz

Físicamente hablando, la luz es una forma de energía de radiación electromagnética. Viaja en ondas y se mueve en línea recta desde una fuente. Si bien la luz existe en todo el universo, lo que importa en nuestra industria es la banda específica de energía que el ojo humano puede detectar.

Referencia:  https://en.wikipedia.org/wiki/Light 

02. Espectro

El espectro visible es el segmento del espectro electromagnético que el ojo humano puede percibir. Su longitud de onda oscila aproximadamente entre  380 nm (violeta)  y  780 nm (rojo) .

Por qué es  importante : Comprender el espectro es la base para comprender la reproducción cromática (CRI) y la iluminación del crecimiento de las plantas (PAR).

03. Visión humana (fotópica, escotópica, mesópica)

No toda la luz se  percibe  de la misma manera. Nuestros ojos utilizan dos tipos de fotorreceptores:  conos  (para luz brillante y color) y  bastones  (para luz tenue y movimiento). Esto da lugar a tres estados de visión distintos:

Visión fotópica (visión diurna):

l  Se produce en condiciones de mucha luz (>3 cd/m² ) .

Los  conos  están activos. Vemos el color y los detalles con claridad.

La  sensibilidad máxima se encuentra en  555 nm (verde-amarillo) . La mayoría de la iluminación interior estándar está diseñada para este estado.

Visión escotópica (visión nocturna):

l  Se produce en condiciones de mucha oscuridad (<0,001 cd/m² ) .

Los  bastones  están activos. Los vemos en blanco y negro (escala de grises).

La  sensibilidad máxima cambia a  507 nm (azul-verde) .

Visión mesópica (visión intermedia):

La  Zona Crucial : Se encuentra entre la luz y la oscuridad (como el crepúsculo o el alumbrado público). Tanto los conos como los bastones están activos.

Aplicación  : En  el diseño del alumbrado público , debemos tener en cuenta la visión mesópica. Una luz blanca más fría (que estimula mejor los  bastones) suele mejorar la visibilidad nocturna de los conductores en comparación con la luz amarilla cálida, incluso con la misma salida de lúmenes.

Parte 2: Fotometría: cuantificación de la luz

Una de las mayores confusiones en términos de iluminación es el término "brillo". En ingeniería, no lo usamos. En su lugar, empleamos cuatro métricas precisas.

04. Flujo luminoso (lúmenes - lm)

¿Cuánta luz emite?
El flujo luminoso es la cantidad total de luz visible emitida por una fuente en todas las direcciones. Es la potencia bruta de la lámpara.

Nota : Una mayor cantidad de lúmenes no siempre significa que su escritorio será más brillante ; depende de dónde se dirija esa luz.

05. Intensidad luminosa (Candela - cd)

"¿Qué tan fuerte es el haz en una dirección?"
Esto mide la fuerza de la luz en una dirección específica.

Ejemplo : Un puntero láser tiene pocos lúmenes (salida total) pero una intensidad de candelas extremadamente alta porque la luz está enfocada. Un foco tendrá más candelas que una bombilla convencional de la misma potencia.

06. Iluminancia (Lux - lx y Pies-candela - fc)

"¿Cuánta luz incide sobre la superficie?"
Esta es la métrica más importante para la aceptación del proyecto. Mide el flujo luminoso que incide sobre una unidad de área específica (como un escritorio o el suelo).

Ø  Lux (lx) : Lúmenes por metro cuadrado (sistema métrico, utilizado globalmente).

Ø  Foot-candle (fc) : Lúmenes por pie cuadrado (sistema imperial, utilizado en EE. UU.).

Fórmula de conversión:

1 pie-candela ≈ 10,76 Lux
(Regla general: 1 fc es aproximadamente 10 Lux)

07. Luminancia (cd/m² o Nits)

"¿Qué tan brillante se ve a simple vista?"
La iluminancia es la luz que incide en la pared;  la luminancia  es la luz que se refleja en la pared y entra en el ojo. Este es el único valor fotométrico que realmente vemos.

08. Eficacia luminosa (lm/W)

"¿Qué tan eficiente es la conversión?"

Mide la capacidad de una fuente de luz para convertir electricidad (vatios) en luz visible (lúmenes). Se refiere a las millas por galón (MPG) en el mundo de la iluminación.

09. Uniformidad (U0)

La uniformidad es la relación entre la iluminancia mínima y la iluminancia promedio en una superficie (Emin / Eavg) . 

Por qué es importante : Si una habitación tiene zonas brillantes y zonas oscuras (baja uniformidad), nuestros ojos tienen que ajustarse constantemente, lo que provoca fatiga visual. Una relación de uniformidad cercana a 1,0 es ideal, pero difícil de lograr; >0,4 es el estándar para la mayoría de los espacios de trabajo.

10. Reflectancia

Este es el porcentaje de luz que una superficie refleja en lugar de absorber.

Consejo de diseño : Puedes usar las mismas luces en dos habitaciones diferentes, pero si la habitación A tiene paredes negras (baja reflectancia) y la habitación B tiene paredes blancas (alta reflectancia), la habitación B se verá mucho más iluminada. El diseño de iluminación siempre debe considerar el material del espacio.

Parte 3: Ciencia y calidad del color

La mayoría de los fabricantes se limitan al CRI. Pero para proyectos de alta gama ( museos, comercio minorista y hostelería de lujo ), las métricas estándar ya no son suficientes. Aquí encontrará un análisis profundo de la calidad del color moderna.

11. CCT (temperatura de color) y la curva de Kruithof

La CCT mide la "calidez" o "frialdad" de la luz, medida en Kelvin (K). Pero especificar la CCT no se trata solo de elegir un número; se trata de psicología y comodidad.

Esto nos lleva a la  Curva de Kruithof . Este principio explica que el confort visual depende de la combinación específica de  luminosidad (lux)  y  temperatura de color (CCT) .

El principio : La iluminación tenue parece natural cuando hace calor (piense en una vela o en un atardecer). La iluminación brillante parece natural cuando hace frío (piense en un cielo azul y soleado).

La trampa : Si se utiliza una temperatura de color alta (p. ej., 6000 K) con niveles de brillo bajos, el espacio se sentirá "inquietante" o "frío", como un día nublado de invierno. Por el contrario, un brillo alto con una luz muy cálida (p. ej., 2700 K) puede resultar intensamente caluroso y poco natural.

Referencia:  https://en.wikipedia.org/wiki/Kruithof_curve 

12. CRI vs. TM-30 (Reproducción cromática superior al estándar)

Durante décadas,  el CRI (Ra)  fue el estándar. Calcula la puntuación promedio de 8 colores pastel (R1-R8).

El  defecto del CRI : Ignora  el R9 (rojo saturado) . Una fuente de luz puede alcanzar un CRI de 80, pero fallar estrepitosamente en la reproducción de tonos rojos (dando a la piel un aspecto enfermizo o a la carne marrón). Para proyectos de calidad, exija siempre  un R9 > 50 .

Presentamos TM-30-15: El nuevo estándar de alta definición.
TM-30 es el sistema moderno y completo desarrollado por el IES. Evalúa 99 muestras de color (en lugar de las 8 del CRI) y proporciona dos métricas cruciales:

1.  Rf (Índice de Fidelidad) : Similar al CRI, mide qué tan cerca está el color de la luz natural. (Escala 0-100).

2.  Rg (Índice de gama) : mide  la saturación .

Rg = 100: Saturación normal.

Rg > 100: Los colores se ven más vivos (sobresaturados).

Rg < 100: Los colores se ven apagados (desaturados).

Cómo leer el gráfico vectorial en color:

Al mirar un informe TM-30, verá un círculo.

l  Círculo negro : Representa la fuente de referencia (luz solar).

l  Forma roja : representa su luz LED.

l  Interpretación : Si la línea roja sobresale del círculo negro, ese color específico (por ejemplo, rojo o azul) se verá más intenso. Si se contrae hacia el interior, el color se verá apagado. Esta herramienta visual es esencial para el diseño de iluminación de tiendas donde se busca un efecto llamativo.

Referencia:  https://en.wikipedia.org/wiki/Color_rendering_index 

13. SDCM y Binning (Elipse de MacAdam)

¿Alguna vez has instalado 10 downlights y has notado que dos de ellos se ven ligeramente rosados ​​o más verdes que los demás? Esto es un  problema de binning  .

Medimos la consistencia del color utilizando la  elipse de MacAdam  (o SDCM - desviación estándar de coincidencia de color).

l  El Concepto : Define una zona en la carta de colores donde el ojo humano no puede distinguir la diferencia entre dos colores.

MacAdam de  3 pasos : El estándar de oro para la iluminación arquitectónica. La diferencia de color es prácticamente invisible al ojo humano.

l  MacAdam de 5 pasos : aceptable para espacios generales (como almacenes), pero perceptible si se mira de cerca.

MacAdam de 7  pasos : LED económicos. Se garantizan variaciones visibles de color.

Parte 4: Distribución óptica y control del deslumbramiento

Un buen chip no sirve de nada sin una buena lente. Esta sección explica cómo controlamos la luz para garantizar que llegue donde queremos , sin dañar nuestros ojos.

14. Deslumbramiento (UGR)

El deslumbramiento no es solo "exceso de luz", sino que la luz entra en el ojo en un ángulo incorrecto, lo que causa incomodidad o discapacidad. Lo cuantificamos mediante  el Índice Unificado de Deslumbramiento (UGR) . Cuanto menor sea el valor, mayor será la comodidad visual.

Umbrales UGR estándar:

15. Ángulo de protección (ángulo de corte)

Este es un atributo físico del diseño de la luminaria. Es el ángulo medido desde el horizonte hasta el punto donde la fuente de luz se hace visible por primera vez.

Por qué es importante : Un diseño de "deflector profundo" aumenta el ángulo de protección (p. ej., >30 ° ). Esto oculta el chip LED brillante, garantizando que se vea el efecto de la luz sobre el objeto, no la fuente de luz en sí. Este es el sello distintivo de la iluminación de lujo.

16. Ángulo del haz vs. ángulo de campo

Estos dos se confunden a menudo, lo que da lugar a diseños de iluminación desordenados.

Ángulo  de haz (FWHM) : El ángulo donde la intensidad de la luz disminuye al  50 %  del brillo máximo central. Este es el cono de luz principal.

l  Ángulo de campo : El ángulo donde la intensidad de la luz cae al  10% .

La  trampa : Una luminaria puede tener un  ángulo de haz estrecho de 20 ° , pero un ángulo de campo amplio de 60 °  . Esto crea un borde suave o luz difusa que podría iluminar involuntariamente las áreas circundantes. Para una iluminación de acento precisa, es conveniente que los ángulos de haz y de campo sean relativamente cercanos.

17. Contaminación lumínica (cielo oscuro y ULR)

Para proyectos al aire libre, controlar dónde no entra la luz es tan importante como dónde entra.

l  ULR (Relación de luz ascendente) : el porcentaje de luz emitida por encima del plano horizontal (hacia el cielo).

Cumple con la  normativa Dark Sky : Luminarias diseñadas con ULR = 0 %. Eliminan el "brillo del cielo", protegiendo así la vida silvestre y la visión de las estrellas. En muchas ciudades modernas, esta certificación es obligatoria para obtener permisos de obra.

Parte 5: Términos eléctricos y mecánicos

La longevidad de una luminaria LED rara vez depende del chip LED en sí. Depende de la electrónica y la calidad de construcción. A continuación, se detalla lo que debe verificar en la hoja de especificaciones.

18. Controlador LED (corriente constante vs. voltaje)

El controlador es el corazón del sistema LED.

Corriente  constante (CC) : El controlador regula el amperaje (p. ej., 350 mA, 700 mA). Se utiliza en la mayoría de las luces empotradas, luces de riel y luces de bahía alta. Ofrece mayor eficiencia y control de la vida útil.

Voltaje  constante (CV) : El controlador proporciona un voltaje fijo (p. ej., 12 V, 24 V). Se utiliza principalmente para tiras LED y circuitos en paralelo donde la longitud de la carga varía.

19. Factor de potencia (FP)

El PF mide la eficacia con la que un dispositivo utiliza la electricidad, con un rango de 0 a 1.