La luz emitida por cualquier cuerpo no tiene una dirección específica, es decir, cuando se presenta la emisión de luz ésta puede ocurrir en distintas direcciones, incluso si la superficie de emisión se limita a un área mínima, por lo cual se presenta una distribución direccional (figura 4) que depende directamente de las propiedades radiativas de la superficie y del medio. Situación que se presenta en cualquier rango espectral de la radiación térmica.
A continuación se describen las cantidades fotométricas (luz visible) más utilizadas, para que el lector realice su asociación con las definiciones de radiometría.
Flujo Luminoso: Corresponde a la energía emitida en el intervalo de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible, es decir la cantidad de luz visible que emite una fuente en todas las direcciones del espacio. Su distribución no es uniforme en el espacio, variando con la dirección por lo cual se debe medir con la dirección por lo cual se debe medir con relación a un ángulo sólido específico. El ángulo sólido (dω), medido en estereorradianes (sr), es la región cubierta por un área sobre la superficie de una esfera con respecto al centro de la esfera (figura 5), y se mide como la relación del elemento de área dAs sobre una esfera al cuadrado del área de la esfera.
Dicha dimensión fundamental representa una importancia significativa en el estudio de la radiación porque a través de ella se pueden definir las principales propiedades fotométricas y radiométricas de una fuente superficial, como son la intensidad luminosa, la intensidad de radiación térmica, la transferencia de radiación, etc.
La unidad de medida del flujo luminoso es el lumen, abreviado con las letras lm, que es “el flujo luminoso radiado por una fuente de luz de intensidad luminosa uniforme con intensidad unidad en 1 estereorradían”1.
En forma experimental se comprueba que un cuerpo negro (ver numeral 1.5) de 1W de potencia emitida a un ancho de banda de 0,55 μm (luz visible) le corresponden 683 lúmenes de flujo luminoso.
Intensidad Luminosa (I): Como se mencionó anteriormente, incluso con la definición del lúmen, el flujo luminoso requiere especificaciones en la distribución direccional por las variaciones que presenta, por tanto se hace necesario especificar el flujo para un determinado ángulo sólido en una dirección concreta, Si la intensidad luminosa (flujo luminoso/estereorradián) es constante para un ángulo sólido específico el flujo luminoso es igual al producto de la intensidad por el ángulo sólido. La intensidad luminosa media (Im) para un ángulo sólido (ω) en el que se irradie un flujo luminoso (ϕ) es:
Aunque la unidad de la intensidad debería ser lúmen/estereorradián, este valor no se utiliza y como unidad se emplea la candela (cd) que físicamente “representa la sesentava parte de la intensidad luminosa de 1 cm2 de la superficie del cuerpo negro a la temperatura de solidificación del platino, radiada perpendicularmente a dicha superficie”2
Iluminancia E: Es el flujo luminoso que es recibido por una superficie. Se expresa en unidades de lúmenes/m2 que corresponden a un lux (lx).
Se relaciona con la distancia de la fuente de luz y la superficie iluminada; a mayor cercanía, mayor iluminancia por el alto flujo luminoso y la menor superficie abarcada, en tanto se incrementa la separación, menor iluminancia por el debilitamiento del flujo y la mayor área cubierta.
Cuando el rayo de luz de la fuente es perpendicular a la superficie se puede aplicar la relación conocida como ley inversa de los cuadrados para determinar la iluminancia, así:
Si el rayo de luz no es perpendicular, se debe descomponer en iluminancia vertical y horizontal. Si existen varias fuentes sobre la misma superficie, la iluminancia corresponderá a la suma de las iluminancias recibidas.
Luminancia L: Es una propiedad relacionada con la percepción del ojo humano directo sobre una fuente de luz o la visualización de su reflexión sobre una superficie. Se define como la relación entre la intensidad luminosa y la superficie proyectada en el ojo para una dirección específica (superficie aparente de la fuente luminosa) sin importar su forma (figura 6). Se expresa en unidades de candelas por unidad de área (cd/m2).
- Cálculos y medidas en luminotecnia. Introducción al sistema de cantidades y unidades usado en luminotecnia y fotometria. Biblioteca Técnica Philips. H.A.E.Keitz. Paraninfo Madrid. 1974. ↩︎
- Cálculos y medidas en luminotecnia. Introducción al sistema de cantidades y unidades usado en luminotecnia y fotometria. Biblioteca Técnica Philips. H.A.E.Keitz. Paraninfo Madrid. 1974. ↩︎
*Fuente: Jorge René Silva Larrotta, Introducción A La Termografía Industrial. Universidad Libre – Bogotá. 2006. ISBN 978-958-97987-0-6
