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1. UNIDAD 5 - LUMINOTECNIA
Andrés Crovetto
www.acl.uy/prof
acrovetto@outlook.com
acrovettolaye
Cursos:
IIRL
versión 2
[15/09/2018]

2. CONCEPTOS FÍSICOS
CLAVE

3. Radiación electromagnética: La radiación
electromagnética es un tipo de campo
electromagnético variable, es decir, una
combinación de campos
eléctricos y magnéticos oscilantes, que se
propagan a través del espacio
transportando energía de un lugar a otro.

4. REPRESENTACIÓN DE UNA RADIACIÓN
ELECTROMAGNÉTICA

5. PARÁMETROS BÁSICOS DE UNA ONDA

6. RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD DE
PROPAGACIÓN, FRECUENCIA Y LONGITUD
DE ONDA
v = λ×f

7. Dependiendo del fenómeno estudiado, la
radiación electromagnética se puede
considerar no como una serie de ondas
sino como un haz o flujo de partículas,
llamadas fotones. Esta dualidad onda-
corpúsculo hace que cada fotón tenga
una energía directamente proporcional a
la frecuencia de la onda asociada, dada
por la relación de Planck.

8. E = h×f
E es la energía del fotón
h es la constante de Planck
f es la frecuencia de la onda

10. VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LA LUZ EN
EL VACÍO
𝑐 =
1
𝜀+ 𝜇+
𝜀+ = 8,854 × 10456 𝐶6/𝑁𝑚6
𝜇+ = 4𝜋 × 104< 𝑁/𝐴6
𝒄 = 𝟑, 𝟎𝟎 × 𝟏𝟎 𝟖 𝒎/𝒔

11. FENÓMENOS FÍSICOS
DE LA LUZ

12. La reflexión es el cambio de dirección de
una onda, que, al entrar en contacto con
la superficie de separación entre dos
medios cambiantes, regresa al punto
donde se originó.
REFLEXIÓN

13. REFLEXIÓN DIFUSA Y
REFLEXIÓN ESPECULAR

15. En física, la difracción es un fenómeno
característico de las ondas que se basa
en la desviación de estas al encontrar un
obstáculo o al atravesar una rendija.
DIFRACCIÓN

17. La refracción es el cambio de dirección y
velocidad que experimenta una onda al
pasar de un medio a otro con distinto
índice refractivo. La refracción se origina
en el cambio de velocidad de
propagación de la onda señalada.
REFRACCIÓN

21. LUMINOTECNIA

22. MAGNITUDES FOTOMÉTRICAS BÁSICAS
UNIDADES DE MEDIDA

23. FLUJO LUMINOSO 𝝓
Potencia emitida en forma de radiación
luminosa a la que el ojo humano es sensible.
[𝜙] = lm (lumen)

24. INTENIDAD LUMINOSA 𝑰
Cantidad de flujo luminoso emitido por cada
uno de los rayos que la fuente emite en una
determinada dirección por unidad de ángulo
sólido.
[𝐼] = cd (candela)

25. 𝑰 =
𝝓
𝝎
𝝓 flujo luminoso en lúmenes (lm)
𝝎 ángulo sólido en estereorradianes
𝑰 intensidad luminosa en candelas (cd)

26. CONCEPTOS PREVIOS
¿QUÉ ES UN ÁNGULO SÓLIDO?

27. REPASO DEFINICIÓN DE RADIÁN
Radian: ángulo plano que corresponde a un arco de
circunferencia de longitud igual al radio. A una
magnitud de superficie le corresponde un ángulo plano
que se mide en radianes.

29. Estereorradian: ángulo sólido que corresponde a un
casquete esférico cuya superficie es igual al cuadrado del
radio de la esfera. A una magnitud de volumen le
corresponde un ángulo sólido o estéreo que se mide en
estereorradianes.

31. candela ( cd ) = lumen / estereorradián
definición candela (cd): intensidad luminosa de una
fuente puntual que emite un flujo luminoso de 1 lumen
en un ángulo sólido de 1 estereorradián.

32. ILUMINANCIA 𝑬
Flujo luminoso recibido por una superficie.
[𝐸] = lux [lm/m2]

33. 𝑬 =
𝝓
𝑺
𝝓 flujo luminoso en lúmenes (lm)
𝑺 superficie en m2
𝑬 iluminancia en lux

35. CONCEPTO GRÁFICO DE LUMINANCIA

36. LEY INVERSA DE LOS CUADRADOS
La iluminancia depende de la distancia del
foco al objeto iluminado. Este fenómeno
responde a la “ley inversa de los
cuadrados”, que relaciona intensidad
luminosa (I) y la distancia a la fuente,
cuando la dirección del rayo de luz
incidente es perpendicular a la superficie.

37. 𝐸 =
𝐼
𝑟6

39. LUMINANCIA 𝑳
Relación entre la intensidad luminosa 𝑰 y la superficie
aparente vista por el ojo en una dirección determinada.
La percepción de la luz es realmente la percepción de
diferencias de luminancias. El área proyectada es la vista
por el observador en la dirección de la observación. Se
calcula multiplicando la superficie real iluminada por el
coseno del ángulo que forma su normal con la dirección
de la intensidad luminosa.

40. [L] = cd / m2
𝐿 =
𝐼
𝑆RSRTUVWU
=
𝐼
𝑆 X cos 𝛽

42. La luminancia también está vinculada al grado de
reflexión de las superficies. Es así que podemos calcular
la luminancia en base al grado de reflexión que tenga
una superficie y al nivel de iluminación en lux incidente
sobre la misma:
𝐿 =
𝜌 X 𝐸
𝜋

43. Donde 𝜌 es el grado de reflexión de una superficie.
Ejemplos:

44. RENDIMIENTO LUMINOSO 𝜼
Es el cociente entre el flujo luminoso producido
por la lámpara y la potencia eléctrica
consumida, que viene definida con las
características de las lámparas.
𝜂 =
𝜙
𝑃abc
[η] =
lm
W

45. RENDIMIENTO LUMINOSO 𝜼

46. RENDIMIENTO LUMINOSO DE UNA
LUMINARIA 𝜼 𝑳𝑼𝑴
Es el cociente entre el flujo luminoso producido
por la/las lámpara/s en el interior de la
luminaria y el flujo luminoso efectivamente
difundido por la luminaria.
𝜂klm =
𝛷klm
𝛷kamo

47. DETERMINACIÓN DEL FLUJO
LUMINOSO DE UNA LÁMPARA
ESFERA DE ULBRICHT O ESFERA INTEGRADORA

48. La Esfera de Ulbricht es una esfera hueca, cubierta en su interior con una
pintura especial, de color blanco, cuya careterística es presentar una
reflexividad lo mas uniforme posible a las diferentes longitudes de onda
percibidas por el ojo humano. En su centro geométrico se sitúa la
lámpara cuyo flujo se quiere determinar y sobre la superficie de la esfera
se monta el elemento de medición (Luxómetro), que mide la Iluminancia
correspondiente de acuerdo al esquema de la figura. Para que la Esfera
se comporte como Esfera Integradora, se coloca una placa (cubierta con
la misma pintura de la Esfera), cuyo cometido es evitar que la luz incida
directamente sobre el elemento de medición. De esta manera y en
forma ideal, se asume que la Esfera Integradora es una superficie
lambertiana, con reflectancia no selectiva.
CITA: Medida de Flujo Luminoso en Esfera de Ulbricht. Estudio de Incertidumbres.
Autores: Rivero, Cardozo, Pérez, Sellanes - IIE-FI-UDELAR

49. CURVAS POLARES DE
DISTRIBUCIÓN
LUMINOSA

50. Se describe alrededor de una lámpara o luminaria un
sólido con coordenadas polares de la siguiente forma:
Plano de corte meridional
(latitudes)
ángulo 𝛄
𝛄

51. Si tomamos un eje de giro vertical que pasa por la
lámpara o luminaria se observa que este plano puede
rotar 360º alrededor (ángulo C).

52. Plano vertical
meridional en rojo,
ángulo 𝛄. El plano
realiza una rotación en
una circunferencia
trigonométrica
definida en el suelo
cuyo centro pasa por
el eje de la luminaria.
Ángulo C

54. Se observan dos planos meridionales principales:
• Plano 0º - 180º en sentido transversal a la
luminaria
• Plano 90º - 270º en sentido longitudinal a la
luminaria

56. CURVA POLAR DE
DISTRIBUCIÓN
LUMINOSA

57. 𝐼TURq = ΦkRsS X 𝜂klm X
𝐼tTRuvwx
1000
Por ejemplo para el caso anterior, la respuesta
de intensidad luminosa de la luminaria a los 30º
en el plano 0-180 según el diagrama es de un
poco más de 320 cd/klm, lo que para una
lámpara de por ejemplo 800 lm esto sería:
𝐼TURq = (800 lm) X (0,65) X
320
cd
klm
1000
= 1664 cd

58. Finalmente, puedo determinar también la iluminancia
𝐸 que tendré a los 30º aplicando la Ley Inversa de los
Cuadrados:
𝐸 [lux] =
𝐼 [cd]
𝑟6 [m]
Si para el caso anterior, quiero saber el nivel de
iluminancia para los 30º en el plano 0-180 a los 5m de
distancia:
𝐸 =
1664 cd
(5m)6
= 66,6 lux

59. CURVAS ISOLUX

60. Utilizadas principalmente en iluminación exterior.
Las curvas isolux hacen referencia a
las iluminancias, (flujo luminoso recibido por una
superficie), y se obtienen experimentalmente o a
partir de las curvas de distribución luminosa.
Lo más habitual es expresar las curvas isolux en
valores absolutos definidas para una lámpara de
1000 lm y una altura (H) de montaje de 1 m.

63. 𝐸TURq = 𝐸w‚TƒR X
Φk‚s
1000 X 𝐻6
Se pueden obtener los valores reales de
iluminancia de la siguiente forma:

64. 𝐸TURq = 𝐸w‚TƒR X
Φk‚s
1000 X 𝐻6
Donde
𝐻 altura de la luminaria
Φk‚s flujo de la luminaria

65. 𝐸TURq = (50
lux
Klm
) X
2500 lm
1000 X (4,00 m)6
Por ejemplo si tenemos una lámpara de 2500 lm
colocada en una luminaria cuyas curvas isolux
corresponden al gráfico anterior, la iluminancia
real de la curva isolux 50 lux / 1000 lm, si la
altura de montaje es de 4,00m con respecto a
NPT será:
𝐸TURq = 7,8 lux

66. 7,8 lux
4m 8m 12m 16m 20m
2500 lm 💡
4m
4m
8m

67. Para bajar el RBT visitar el siguiente link:
https://portal.ute.com.uy/clientes-t%C3%A9cnicos-y-firmas-
instaladoras/reglamento-de-baja-tensi%C3%B3n
Página general de UTE:
https://portal.ute.com.uy/
Página de URSEA:
http://www.ursea.gub.uy/
Página de la UNIT:
http://www.unit.org.uy/
Página de la IEC:
http://www.iec.ch/
Página de IEEE:
https://www.ieee.org/
RECURSOS