Cualquiera que documente una medición UV o de luz tiene que nombrar la magnitud a la que se refiere. Irradiancia o radiancia, dosis o tiempo de exposición, longitud de onda de pico o longitud de onda dominante: los términos suenan parecido y describen cosas distintas. Este glosario reúne 75 magnitudes ópticas: con símbolo, unidad, una breve definición y una nota sobre con qué se confunden más a menudo.
Las magnitudes se agrupan en ocho categorías: magnitudes espectrales, radiométricas, fotométricas y colorimétricas, magnitudes basadas en fotones y ponderadas, transmisión y material, y geometría y condiciones de medición. La búsqueda también abarca símbolos, unidades y sinónimos: introduzca «CRI», «lux» o «λd» y llegará a la entrada correcta.
Cuando una calculadora convierte la magnitud o una página de conocimiento la trata en profundidad, el enlace aparece justo al lado de la entrada. Eso convierte al glosario en el índice de las herramientas UV: desde la irradiancia hasta la calculadora de radiometría, desde la dosis hasta la calculadora de dosis UV, desde la cromaticidad hasta el explorador de la base de datos espectral.
El glosario sirve de orientación; no sustituye ni el texto de una norma ni una medición con instrumentos calibrados. Las definiciones están abreviadas para su uso práctico; lo que cuenta es la redacción de la edición actualmente vigente de la norma indicada en cada entrada. Tampoco los límites de rango son iguales en todas partes: DIN/ISO 20473, IEC 62471 y las directrices ICNIRP los fijan de manera distinta en algunos puntos. Siempre que una cifra determine la liberación de un proceso o una evaluación de riesgos, debe utilizarse el texto original.
Todas las magnitudes de un vistazo
Qué es una longitud de onda, cómo se describe un espectro y qué valores característicos se derivan de él.
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Longitud de onda | λ | nm, µm, Å |
| Frecuencia | ν | Hz, THz |
| Número de onda | ṽ | cm⁻¹ |
| Energía del fotón | Ep | eV, J |
| Distribución espectral | S(λ) | W/(m²·nm), o relativa |
| Irradiancia espectral | Eλ | W/(m²·nm), mW/(cm²·nm) |
| Radiancia espectral | Lλ | W/(m²·sr·nm) |
| Longitud de onda de pico | λp | nm |
| Longitud de onda centroide | λc | nm |
| Anchura a media altura | Δλ | nm, FWHM |
longitud de onda (λ) en nm
La longitud de onda es la distancia entre dos fases idénticas consecutivas de una onda, medida en nanómetros. Está relacionada con la frecuencia mediante λ = c/ν y determina el efecto de la radiación: una longitud de onda UV-C en torno a 254 nm inactiva microorganismos, 365 nm excita la fluorescencia, 395 nm cura recubrimientos. La división en UV-C, UV-B, UV-A, visible e infrarrojo sigue la norma DIN/ISO 20473.
No confundir con: Una longitud de onda por sí sola no describe una fuente. Un "LED de 365 nm" emite en una banda de unos 10 nm de ancho; solo la longitud de onda de pico, la longitud de onda centroide y la anchura a media altura juntas la describen.
Regulado por: DIN/ISO 20473 · DIN 5031-7
La radiación óptica abarca el UV-C, la luz visible y el infrarrojo. Los límites en 280, 315 y 400 nm siguen la norma DIN/ISO 20473.
frecuencia (ν) en Hz
La frecuencia indica cuántos ciclos de onda pasan por un punto por segundo. En el vacío ν = c/λ con c = 299 792 458 m/s. La luz visible se sitúa entre 400 y 790 THz, el UV-C en torno a 1200 THz. A diferencia de la longitud de onda, la frecuencia no cambia cuando la radiación entra en otro medio.
No confundir con: La metrología óptica casi siempre indica la longitud de onda. La frecuencia aparece cuando se necesita la energía de un fotón: E = h·ν.
Regulado por: DIN 5031-1
número de onda (ṽ) en cm⁻¹
El número de onda es el número de longitudes de onda por centímetro: ṽ = 1/λ. Una longitud de onda de 250 nm corresponde a 40 000 cm⁻¹. Como el número de onda es proporcional a la energía del fotón, los espectros vibracionales y moleculares se representan en cm⁻¹.
No confundir con: Los números de onda son poco habituales en la metrología UV y de luz; aparecen al incorporar datos de la espectroscopía IR y Raman.
Regulado por: DIN 5031-1
energía del fotón (Ep) en eV
La energía del fotón se deriva de E = h·ν = h·c/λ. En la práctica E[eV] ≈ 1239,84 / λ[nm]. Un fotón a 254 nm porta 4,88 eV, uno a 365 nm 3,40 eV, uno a 550 nm solo 2,25 eV. Dado que los enlaces C–C típicos se sitúan en 3,6 eV y los enlaces C–H en 4,3 eV, el UV-C actúa fotoquímicamente donde la luz visible no hace nada.
No confundir con: La energía del fotón indica si una reacción es posible en absoluto, no la rapidez con la que transcurre. Eso depende del número de fotones, es decir, del flujo de fotones.
Regulado por: DIN 5031-1
Cuanto más corta es la longitud de onda, más energía porta un fotón. Solo por debajo de unos 290 nm es suficiente para romper enlaces C–H.
distribución espectral (S(λ)) en W/(m²·nm)
La distribución espectral S(λ) indica cómo se reparte la radiación de una fuente en función de la longitud de onda. Se da en términos absolutos, en cuyo caso es la irradiancia espectral en W/(m²·nm), o normalizada respecto a su máximo. Toda magnitud derivada se obtiene de S(λ) por integración y ponderación: la irradiancia por integración, la iluminancia por ponderación con V(λ), la cromaticidad por ponderación con las funciones de igualación de color, la irradiancia efectiva por ponderación con un espectro de acción.
No confundir con: Un radiómetro de banda ancha entrega un único valor, un espectrorradiómetro toda la distribución. En cuanto se comparan fuentes de distintas tecnologías o el espectro se desplaza por envejecimiento, no hay forma de evitar S(λ).
Regulado por: DIN 5031-1 · CIE 015
La distribución espectral es el punto de partida: integrada da la irradiancia, ponderada con V(λ) la iluminancia, con las funciones de igualación de color la cromaticidad, con s(λ) la irradiancia efectiva.
irradiancia espectral (Eλ) en W/(m²·nm)
La irradiancia espectral es el cociente entre la irradiancia en un intervalo estrecho de longitud de onda y la anchura de ese intervalo. Es la forma absoluta de la distribución espectral. Integrando sobre un rango de longitudes de onda se obtiene la irradiancia de ese rango: E = ∫ Eλ dλ.
No confundir con: El valor numérico depende de la unidad del intervalo. 1 W/(m²·nm) equivale a 1000 W/(m²·µm), el error de factor 1000 más habitual al incorporar hojas de datos externas.
Regulado por: DIN 5031-1 · CIE 015
radiancia espectral (Lλ) en W/(m²·sr·nm)
La radiancia espectral describe cuánta potencia emite una superficie por ángulo sólido y por intervalo de longitud de onda. Es la magnitud en la que se calibran las esferas integradoras como patrones de radiancia, y la base para evaluar fuentes extensas conforme a IEC 62471.
No confundir con: A diferencia de la irradiancia espectral, es independiente de la distancia; describe la fuente, no el receptor.
Regulado por: DIN 5031-1 · IEC 62471
longitud de onda de pico (λp) en nm
La longitud de onda de pico es la longitud de onda de la irradiancia espectral más alta. Es fácil de leer y, por ello, la denominación de tipo habitual de los LED UV. Se desplaza con la temperatura de unión y la corriente de accionamiento: para LED UV es habitual un desplazamiento de 1 a 3 nm en todo el rango de temperatura permitido.
No confundir con: Para espectros asimétricos o con varios picos, la longitud de onda de pico dice poco sobre el efecto. Ahí la longitud de onda centroide es el dato más honesto, y para la impresión de color, la longitud de onda dominante.
Regulado por: DIN 5031-1 · CIE 127
Longitud de onda de pico, centroide y dominante del mismo LED verde: tres cifras, tres valores distintos. La anchura a media altura mide el ancho del espectro a media altura.
longitud de onda centroide (λc) en nm
La longitud de onda centroide es la longitud de onda media ponderada con la irradiancia espectral: λc = ∫λ·Eλdλ / ∫Eλdλ. En los LED UV suele situarse unos pocos nanómetros por encima de la longitud de onda de pico, porque el flanco de onda larga se atenúa más lentamente.
No confundir con: Quien compare lecturas de dos instrumentos debe comprobar cuál de las dos cifras indica la hoja de datos; la confusión explica muchas desviaciones aparentes.
Regulado por: CIE 127
anchura a media altura (Δλ) en nm
La anchura a media altura es la distancia entre las dos longitudes de onda en las que la irradiancia espectral ha caído a la mitad de su máximo. Los LED UV se sitúan típicamente entre 9 y 15 nm, los láseres muy por debajo, las fuentes de vapor de mercurio de media presión y de xenón muy por encima.
No confundir con: La anchura a media altura de una fuente no debe confundirse con la resolución espectral de un instrumento; el instrumento ensancha las líneas estrechas por su propio ancho de banda.
Regulado por: CIE 127
Radiación evaluada energéticamente, independientemente de si el ojo puede verla, la base de toda medición UV.
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Flujo radiante | Φe | W, mW |
| Intensidad radiante | Ie | W/sr, mW/sr |
| Irradiancia | Ee | W/m², mW/cm² (1 mW/cm² = 10 W/m²) |
| Radiancia | Le | W/(m²·sr), mW/(cm²·sr) |
| Exposición radiante (dosis) | He | J/m², mJ/cm² (1 mJ/cm² = 10 J/m²) |
| Energía radiante | Qe | J, Ws |
| Fluencia y tasa de fluencia | H0, E0 | J/m², W/m² |
Flujo radiante (Φe) en W
El flujo radiante, también llamado potencia radiante, es la cantidad total de energía que una fuente radia por unidad de tiempo en todas las direcciones. Se mide en una esfera integradora. Una lámpara incandescente de 60 vatios emite aproximadamente 57 W como flujo radiante, repartidos entre el espectro visible e infrarrojo.
No confundir con: el flujo radiante no es la potencia eléctrica de entrada. Entre ambos se encuentra la eficiencia electroóptica, que para los LED UV oscila entre unos pocos y varias decenas de por ciento según la longitud de onda.
Regulado por: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
La misma radiación, cuatro referencias: en total (Φ), por ángulo sólido (I), por área del receptor (E) y por ángulo sólido y área proyectada de la fuente (L).
Intensidad radiante (Ie) en W/sr
La intensidad radiante es el cociente entre el flujo radiante emitido en una dirección dada y el elemento de ángulo sólido. Un LED con un flujo radiante de 1 W emitido en 0,1 sr alcanza 10 W/sr. La intensidad radiante describe así la distribución direccional representada en los diagramas de haz.
No confundir con: la irradiancia se deriva de la intensidad radiante solo mediante la ley del inverso del cuadrado E = I/r², y esto solo es válido más allá de la distancia límite fotométrica.
Regulado por: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
Irradiancia (Ee) en W/m²
La irradiancia es el cociente entre la potencia radiante incidente sobre un elemento de superficie y el tamaño de dicho elemento. Es la magnitud de proceso central de toda aplicación UV y se mide con un radiómetro. En un día despejado, el sol alcanza aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre.
No confundir con: la irradiancia es una magnitud del receptor y depende de la distancia; la radiancia es una magnitud de la fuente y no depende de ella. Las hojas de datos suelen indicar la irradiancia sin la distancia; sin ella, el dato carece de valor.
Regulado por: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
Radiancia (Le) en W/(m²·sr)
La radiancia es el cociente entre el flujo radiante emitido y el producto del elemento de superficie y el ángulo sólido. Describe lo que una fuente emite por área y ángulo sólido, y permanece constante al alejarse de la fuente. Para evaluar fuentes extensas según la IEC 62471, es la magnitud decisiva.
No confundir con: para liberar un proceso cuenta la irradiancia en el punto de acción; para la evaluación de riesgos de fuentes extensas, es la radiancia. Ambas magnitudes responden a preguntas diferentes.
Regulado por: DIN 5031-1 · IEC 62471
Exposición radiante (dosis) (He) en J/m²
La exposición radiante es la integral temporal de la irradiancia. Con irradiancia constante, H = E · t. Es la magnitud que determina el éxito de un proceso UV: el curado, la desinfección y el envejecimiento son procesos de dosis. La irradiancia solo determina la rapidez con la que se alcanza la dosis.
No confundir con: un tiempo por sí solo no es una prueba. Ambas magnitudes, irradiancia y dosis, deben figurar por separado en la documentación, ya que una lámpara envejecida entrega el mismo tiempo con una dosis menor.
Regulado por: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
La dosis es el área bajo la curva de irradiancia a lo largo del tiempo. Una lámpara envejecida necesita más tiempo para alcanzar la misma dosis.
Energía radiante (Qe) en J
La energía radiante es la integral temporal del flujo radiante: Q = ∫Φ dt. Es la magnitud fundamental de la que se derivan las demás magnitudes radiométricas al referirlas al tiempo, al área y al ángulo sólido. Para lámparas de destellos y sistemas pulsados es el dato natural por pulso.
No confundir con: la energía radiante describe la fuente en su conjunto, mientras que la exposición radiante describe lo que llega a una superficie determinada.
Regulado por: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
Fluencia y tasa de fluencia (H0, E0) en J/m², W/m²
La tasa de fluencia es la potencia radiante por área transversal referida a una esfera pequeña; la fluencia es su integral temporal. A diferencia de la exposición radiante, que se refiere a una superficie plana y pondera la radiación incidente oblicuamente con el coseno, aquí cuenta por completo la radiación procedente de todas las direcciones. En la desinfección UV, la fluencia es la magnitud de dosis físicamente correcta para un microorganismo en el agua.
No confundir con: en un campo de radiación dirigida, la fluencia y la exposición radiante coinciden; en un campo difuso, la fluencia puede ser considerablemente mayor que la exposición medida sobre un plano.
Regulado por: DVGW W 294 · DIN 19294
Una superficie plana pondera la radiación oblicua con el coseno, una esfera pequeña la recibe por completo desde todas las direcciones. En el campo difuso de un reactor de agua, la fluencia es, por tanto, mayor que la exposición radiante.
Las mismas magnitudes ponderadas con la función de eficiencia luminosa del ojo V(λ): lumen, lux, candela.
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Flujo luminoso | Φv | lm, Lumen |
| Intensidad luminosa | Iv | cd, Candela = lm/sr |
| Iluminancia | Ev | lx, Lux = lm/m² |
| Luminancia | Lv | cd/m², Nit |
| Exposición luminosa | Hv | lx·s, lx·h |
| Eficacia luminosa | η | lm/W |
| Función de eficiencia luminosa | V(λ) | —, V′(λ) |
| Constante de eficacia luminosa | Km | lm/W |
| Distancia límite fotométrica | rmin | m |
Flujo luminoso (Φv) en lm
El flujo luminoso es la potencia radiante ponderada con la función de eficiencia luminosa V(λ), medida en lumen. Abarca todas las direcciones y es, por tanto, la medida del brillo total de una fuente de luz. Una lámpara incandescente de 60 vatios entrega unos 900 lm; una lámpara LED del mismo brillo necesita alrededor de 10 W.
No confundir con: Para la radiación UV el flujo luminoso carece de sentido: V(λ) es cero por debajo de 380 nm. Una fuente UV tiene cero lumen independientemente de su potencia.
Regulado por: DIN 5031-3 · ISO 80000-7
Intensidad luminosa (Iv) en cd
La intensidad luminosa es el cociente entre el flujo luminoso emitido en una dirección y el elemento de ángulo sólido. Se mide en candela, la unidad base del SI en fotometría. Una linterna potente alcanza 1000 cd a lo largo del haz.
No confundir con: La candela describe una dirección, el lumen la fuente entera. Una lámpara con un valor alto en candela puede tener pocos lumen si está muy enfocada.
Regulado por: DIN 5031-3 · ISO 80000-7
Iluminancia (Ev) en lx
La iluminancia es el cociente entre el flujo luminoso incidente y la superficie, medida en lux. Es el equivalente fotométrico de la irradiancia. En oficinas se recomiendan unos 500 lx; al aire libre en un día soleado se alcanzan 100 000 lx.
No confundir con: El lux no puede convertirse en general a W/m². El factor depende del espectro: la conversión solo es admisible para una fuente conocida con una distribución espectral medida.
Regulado por: DIN 5031-3 · DIN EN 12464-1
Luminancia (Lv) en cd/m²
La luminancia es el cociente entre el flujo luminoso emitido y el producto del elemento de superficie y el ángulo sólido. Es la única magnitud fotométrica que corresponde directamente a la impresión de brillo, y es independiente de la distancia. Una pantalla de ordenador se sitúa típicamente en 300 cd/m².
No confundir con: Las mediciones de luminancia dependen del ángulo del campo de medida: un punto demasiado grande promedia con el fondo y arroja un valor demasiado bajo.
Regulado por: DIN 5031-3 · ISO 80000-7
Exposición luminosa (Hv) en lx·s
La exposición luminosa es la integral temporal de la iluminancia y, por tanto, el equivalente fotométrico de la exposición radiante. Aparece siempre que un cambio inducido por la luz es acumulativo: en los ensayos farmacéuticos de fotoestabilidad, en la iluminación de museos y en la decoloración de los colores.
No confundir con: ICH Q1B exige además una dosis UV de al menos 200 W·h/m² en el UV cercano: los lx·h por sí solos no bastan.
Regulado por: DIN 5031-3 · ICH Q1B
Eficacia luminosa (η) en lm/W
La eficacia luminosa es el cociente entre el flujo luminoso y la potencia eléctrica absorbida. Las lámparas incandescentes alcanzan unos 15 lm/W, las lámparas fluorescentes de 60 a 100 lm/W, los LED blancos hoy superan los 150 lm/W. El límite teórico superior es de 683 lm/W para radiación monocromática a 555 nm.
No confundir con: La eficacia luminosa de una lámpara se refiere a la potencia eléctrica, la eficacia luminosa de la radiación al flujo radiante: dos valores distintos con la misma unidad.
Regulado por: DIN 5031-3
Función de eficiencia luminosa (V(λ))
V(λ) describe la sensibilidad espectral del ojo en visión fotópica. Alcanza su máximo en 555 nm, cae a casi cero en 380 y 780 nm y ha sido definida por la CIE desde 1924. V′(λ) se aplica a la visión escotópica, con su máximo en 507 nm. Cada magnitud fotométrica es la versión ponderada con V(λ) de su equivalente radiométrico.
No confundir con: Con qué precisión un luxómetro reproduce V(λ) se describe mediante el desajuste espectral f₁′. Con luz LED un ajuste deficiente tiene un efecto más fuerte que con luz incandescente.
Regulado por: CIE 018 · DIN 5031-3
Las magnitudes fotométricas ponderan la radiación con la eficiencia luminosa del ojo. Por debajo de 380 nm V(λ) es cero; una fuente UV, por tanto, prácticamente no tiene flujo luminoso, y un luxómetro no mide UV.
Constante de eficacia luminosa (Km) en lm/W
Km = 683 lm/W es el factor de conversión entre la potencia radiante y el flujo luminoso en el máximo de la función de eficiencia luminosa a 555 nm. El flujo luminoso resulta de Φv = Km · ∫Φe,λ·V(λ)dλ. Desde la revisión del SI de 2019, la candela se define mediante este valor numérico.
No confundir con: 683 lm/W solo se aplica a 555 nm. Para cualquier fuente real el factor de conversión es menor y depende del espectro.
Regulado por: SI-Einheitensystem · CIE 018
Distancia límite fotométrica (rmin) en m
La distancia límite fotométrica es la distancia mínima más allá de la cual el error de la ley del inverso del cuadrado se mantiene por debajo de un límite definido. Como regla general es de cinco a diez veces la dimensión luminosa mayor; para un límite de error del 1 % es diez veces. Por debajo de esa distancia la fuente ya no es una fuente puntual.
No confundir con: Dentro de la distancia límite, justo debajo de una matriz de LED UV o de una luminaria de superficie, la irradiancia disminuye mucho más lentamente que 1/r². Aplicar allí la ley del inverso del cuadrado supone un error considerable.
Regulado por: DIN 5032-1
Cromaticidad, temperatura de color, reproducción cromática: lo que un espectrorradiómetro dice sobre el color de una fuente de luz.
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Valores triestímulo | X, Y, Z | — |
| Observador estándar (2° y 10°) | CIE 1931 / CIE 1964 | — |
| Coordenadas de cromaticidad | x, y | — |
| Cromaticidad UCS CIE 1960 | u, v | — |
| Cromaticidad UCS CIE 1976 | u′, v′ | — |
| Espacio de color CIELAB | L*, a*, b* | — |
| Espacio de color DIN99 (Lab99) | L99, a99, b99 | — |
| Diferencia de color | ΔE | — |
| Temperatura de color y temperatura de color correlacionada | T, Tn | K, CCT |
| Distancia al lugar de Planck | Δuv | — |
| Índice general de reproducción cromática | Ra | —, CRI |
| Índices especiales de reproducción cromática | R1 a R15 | — |
| Índice de fidelidad de IES TM-30 | Rf | — |
| Índice de gama de IES TM-30 | Rg | — |
| Saturación y croma | S, C* | — |
| Ángulo de tono | h | °, hab |
| Longitud de onda dominante | λd | nm |
| Pureza del color | pe | % |
| Elipse de MacAdam | SDCM | pasos |
valores triestímulo (X, Y, Z)
Los valores triestímulo surgen al ponderar la distribución espectral con las tres funciones de igualación de color x̄(λ), ȳ(λ) y z̄(λ) e integrar: X = k·∫S(λ)·x̄(λ)dλ, igualmente para Y y Z. Y se define de modo que corresponde a la luminosidad; para fuentes de luz, Y es proporcional a la iluminancia. Cualquier otra magnitud colorimétrica es una conversión a partir de X, Y y Z.
No confundir con: Dos espectros con valores triestímulo idénticos parecen iguales aunque difieran físicamente; esto es el metamerismo. Por eso la cromaticidad por sí sola no basta para juzgar una fuente de luz; la reproducción cromática pertenece a ella.
Regulado por: CIE 015 · DIN 5033-2
observador estándar (2° y 10°) (CIE 1931 / CIE 1964)
El observador estándar de 2° (CIE 1931) describe la visión del color en un campo de dos grados, como al mirar una pequeña superficie desde una distancia normal. El observador estándar de 10° (CIE 1964) se aplica a campos mayores y describe mejor las superficies extensas. Ambos dan cromaticidades ligeramente distintas para el mismo espectro; la diferencia es mayor en espectros de LED de banda estrecha.
No confundir con: No deben compararse cromaticidades, temperaturas de color ni diferencias de color de distintos observadores. Cuál se utilizó debe constar en cada registro de medición.
Regulado por: CIE 015 · DIN 5033-2 · ISO/CIE 11664-1
El observador de 2° (CIE 1931) se aplica a campos pequeños, el observador de 10° (CIE 1964) a campos grandes. Los valores de color solo son comparables cuando se indica el observador.
coordenadas de cromaticidad (x, y)
Las coordenadas de cromaticidad surgen al normalizar los valores triestímulo respecto a su suma: x = X/(X+Y+Z), y = Y/(X+Y+Z). El par describe la cromaticidad independientemente de la luminosidad y se representa en el diagrama de cromaticidad con forma de herradura. Los puntos blancos se encuentran alrededor de x = 0,33, y = 0,33.
No confundir con: El diagrama de cromaticidad no es perceptualmente uniforme: en la región verde, la misma distancia geométrica significa una diferencia percibida mucho menor que en la azul. Para evaluar distancias deberían usarse u′v′ o CIELAB en su lugar.
Regulado por: CIE 015 · DIN 5033-3
El diagrama de cromaticidad x, y y el diagrama UCS u′, v′ muestran los mismos colores. En u′, v′, distancias iguales corresponden mejor a diferencias de color percibidas iguales.
cromaticidad UCS CIE 1960 (u, v)
El diagrama UCS CIE 1960 resulta de la transformación u = 4X/(X+15Y+3Z) y v = 6Y/(X+15Y+3Z). Fue sustituido por u′v′ en 1976, pero sigue siendo necesario: la temperatura de color correlacionada y la distancia Δuv al lugar de Planck se definen hasta hoy en este diagrama.
No confundir con: u es idéntico en ambos diagramas, v no lo es: v′ = 1,5·v. Confundir los valores da una temperatura de color errónea.
Regulado por: CIE 015 · DIN 5033-3
cromaticidad UCS CIE 1976 (u′, v′)
La cromaticidad en el diagrama UCS CIE 1976 se obtiene mediante u′ = 4X/(X+15Y+3Z) y v′ = 9Y/(X+15Y+3Z). El diagrama es considerablemente más uniforme que el diagrama xy: una distancia Δu′v′ de 0,0054 corresponde aproximadamente al umbral de discriminación en cualquier zona. Es la medida habitual para la dispersión de lotes de LED y la especificación de tolerancias de luminarias.
No confundir con: Uniforme no significa exacto: u′v′ también solo aproxima la percepción. Para colores de objetos, CIELAB es la opción más precisa.
Regulado por: CIE 015 · ISO/CIE 11664-5
espacio de color CIELAB (L*, a*, b*)
El espacio de color CIELAB proyecta los valores triestímulo sobre tres ejes mediante una función de raíz cúbica: L* para la luminosidad de 0 a 100, a* para rojo frente a verde, b* para amarillo frente a azul. La conversión requiere un blanco de referencia, generalmente el iluminante estándar D65 o D50. La distancia euclídea entre dos puntos es la diferencia de color ΔE*ab.
No confundir con: CIELAB describe colores de objetos bajo una iluminación, no la fuente de luz en sí. Para fuentes de luz, la cromaticidad, la temperatura de color y la reproducción cromática son las magnitudes adecuadas.
Regulado por: ISO/CIE 11664-4 · DIN EN ISO 11664-4
En el plano a*b*, el croma C* es la distancia al origen y el ángulo de tono h es la dirección. La diferencia de color ΔE*ab es la distancia entre dos puntos en el espacio L*a*b*.
espacio de color DIN99 (Lab99) (L99, a99, b99)
El espacio de color DIN99 de la norma DIN 6176 distorsiona CIELAB de modo que se logra uniformidad perceptual sin las complicadas funciones de ponderación de ΔE00. La diferencia de color es entonces simplemente la distancia euclídea ΔE99. Se utiliza sobre todo en las industrias de pinturas, textil y automoción.
No confundir con: Existen varias variantes (DIN99, DIN99b, DIN99c, DIN99d). Debe indicarse cuál se utilizó, de lo contrario las cifras no son comparables.
Regulado por: DIN 6176
diferencia de color (ΔE)
La diferencia de color es la distancia entre dos cromaticidades en un espacio de color uniforme. ΔE*ab es la distancia euclídea en CIELAB, ΔE00 la fórmula refinada CIEDE2000 con funciones de ponderación para luminosidad, croma y tono. Un ΔE de 1 se considera una diferencia apenas perceptible; en la práctica industrial, un ΔE inferior a 3 se considera generalmente suficiente.
No confundir con: Debe indicarse qué fórmula se aplica: ΔE*ab, ΔE94, ΔE00 y ΔE99 dan valores distintos para los mismos dos colores.
Regulado por: ISO/CIE 11664-4 · ISO/CIE 11664-6 · DIN 6176
temperatura de color y temperatura de color correlacionada (T, Tn) en K
La temperatura de color T es la temperatura de un radiador de Planck cuya cromaticidad coincide con la de la fuente. Dado que esto casi nunca se cumple exactamente para lámparas reales, se utiliza la temperatura de color correlacionada Tn (CCT): la temperatura del radiador de Planck con la menor distancia en el diagrama UCS CIE 1960. El blanco cálido se sitúa alrededor de 2700 a 3000 K, el blanco neutro en 4000 K, el blanco día por encima de 5300 K.
No confundir con: La temperatura de color correlacionada solo tiene sentido mientras la cromaticidad se encuentre cerca del lugar de Planck; el criterio habitual es |Δuv| ≤ 0,005. Más allá de eso, dos fuentes con la misma CCT describen colores visiblemente distintos.
Regulado por: DIN 5031-8 · CIE 015 · ANSI C78.377
La temperatura de color correlacionada se lee en la isoterma, Δuv indica la distancia al lugar de Planck. Dos fuentes con la misma CCT pueden verse verdosas o rosadas.
distancia al lugar de Planck (Δuv)
Δuv es la distancia perpendicular de la cromaticidad al lugar de Planck en el diagrama UCS CIE 1960, con signo: los valores positivos se sitúan por encima del lugar y parecen verdosos, los negativos por debajo y parecen rosados. La norma ANSI C78.377 limita la desviación permitida para productos LED blancos a ±0,006.
No confundir con: Dos lámparas con la misma temperatura de color pueden diferir notablemente en Δuv y entonces verse visiblemente distintas. Indicar la CCT sin Δuv es incompleto.
Regulado por: ANSI C78.377 · DIN 5031-8
índice general de reproducción cromática (Ra)
El índice general de reproducción cromática de la norma CIE 13.3:1995 compara las cromaticidades de ocho colores de ensayo estandarizados bajo la fuente examinada con las obtenidas bajo una fuente de referencia de la misma temperatura de color: un radiador de Planck por debajo de 5000 K, un iluminante de luz día por encima. A partir de la diferencia de color media se obtiene Ra = 100 − 4,6·ΔE̅. Valores por encima de 90 se consideran muy buenos, por debajo de 80 inadecuados para interiores.
No confundir con: Ra es un promedio sobre ocho colores poco saturados. Un LED puede alcanzar Ra 85 y aun así reproducir el rojo saturado de forma apagada; para eso está R9. Para fuentes de banda estrecha, TM-30 es el método más informativo.
Regulado por: CIE 13.3:1995 · DIN 6169
Ra es la media de los índices especiales R1 a R8: ocho colores de ensayo moderadamente saturados, comparados cada uno bajo luz de referencia y de ensayo.
índices especiales de reproducción cromática (R1 a R15)
R1 a R8 son los ocho colores de ensayo poco saturados a partir de los cuales se promedia Ra. R9 a R15 son adicionales: R9 rojo saturado, R10 amarillo saturado, R11 verde saturado, R12 azul saturado, R13 tono de piel claro, R14 verde hoja, R15 tono de piel asiático. R9 es el valor crítico: en LED blancos con componente rojo débil suele caer por debajo de 20 sin que Ra se resienta notablemente.
No confundir con: Los índices especiales pueden volverse negativos. Quien evalúe carne, textiles o piel debería solicitar R9, R13 y R15 en lugar de confiar en Ra.
Regulado por: CIE 13.3:1995 · DIN 6169
Un Ra alto puede ocultar un R9 débil. El rojo saturado no entra en absoluto en el promedio.
índice de fidelidad de IES TM-30 (Rf)
Rf de IES TM-30-15 evalúa con qué exactitud una fuente de luz reproduce los colores en comparación con la referencia. A diferencia de Ra, el índice se basa en 99 muestras de color que cubren superficies reales y todo el espacio de color de manera uniforme, y se calcula en el espacio uniforme CAM02-UCS. La escala va de 0 a 100.
No confundir con: Rf y Ra no son el mismo número y no pueden convertirse entre sí. Rf suele resultar algo menor para fuentes de banda estrecha y se ajusta mejor a la percepción.
Regulado por: IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20 · CIE 224:2017
Rf valora la fidelidad del color sobre 99 colores de ensayo, Rg la saturación. El gráfico vectorial de color muestra en qué sectores de tono una fuente desplaza los colores.
índice de gama de IES TM-30 (Rg)
Rg compara el área abarcada por los 99 colores de ensayo en el espacio de color bajo la fuente de ensayo y la de referencia. Valores por encima de 100 significan que los colores parecen más saturados, valores por debajo que parecen más pálidos. Normalmente Rg se sitúa entre 60 y 140.
No confundir con: Rg por sí solo no es una medida de calidad: un valor alto puede deberse a un rojo sobresaturado que llama la atención pero no es fiel. Solo Rf y Rg junto con el gráfico vectorial de color dan una imagen completa.
Regulado por: IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20
saturación y croma (S, C*)
El croma C* es la distancia de un color al eje neutro: C*ab = √(a*² + b*²) en CIELAB. La saturación S relaciona este croma con la luminosidad, S = C*/L*, y describe así la impresión de color independientemente de lo brillante que sea. Junto con el ángulo de tono h, proporciona la representación polar del espacio CIELAB.
No confundir con: Croma y saturación se tratan como lo mismo en el uso cotidiano, pero no lo son: dos superficies con la misma saturación pero distinta luminosidad tienen distinto croma.
Regulado por: ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1
ángulo de tono (h) en °
El ángulo de tono es el ángulo polar del color en el plano a*b* de CIELAB: hab = arctan(b*/a*), indicado de 0 a 360 grados. Separa el tono de la luminosidad y del croma, y es por tanto la magnitud a la que la gente se refiere cuando habla de color: "un poco más amarillento" significa un ángulo de tono mayor.
No confundir con: Cerca del eje neutro, el ángulo de tono se vuelve indeterminado: con croma muy bajo fluctúa fuertemente sin que cambie la impresión de color.
Regulado por: ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1
longitud de onda dominante (λd) en nm
La longitud de onda dominante se obtiene geométricamente: se traza una recta desde el punto blanco a través de la cromaticidad de la fuente y se prolonga hasta el lugar espectral del diagrama de cromaticidad. La longitud de onda del punto de intersección es λd. Describe el tono percibido y es, por tanto, la magnitud decisiva de agrupación (binning) para LED coloreados.
No confundir con: La longitud de onda de pico y la longitud de onda dominante no son lo mismo y pueden diferir varios nanómetros en un LED: λp procede de la física del espectro, λd de la percepción. Para colores púrpura no hay intersección; en su lugar se indica la longitud de onda complementaria.
Regulado por: CIE 015 · DIN 5033-3
La línea desde el punto blanco a través de la cromaticidad alcanza el lugar espectral en la longitud de onda dominante. Hasta dónde se encuentra la cromaticidad en esta línea es la pureza colorimétrica.
pureza del color (pe) en %
La pureza del color es la relación entre la distancia del punto blanco a la cromaticidad y la distancia del punto blanco al lugar espectral a lo largo de la misma línea que proporciona la longitud de onda dominante. El blanco tiene un 0 %, un color espectral puro un 100 %. Junto con λd describe la impresión de color por completo, aparte de la luminosidad.
No confundir con: Existen dos definiciones: la pureza de excitación mediante el diagrama de cromaticidad y la pureza colorimétrica mediante los valores triestímulo. Los valores numéricos difieren.
Regulado por: CIE 015 · DIN 5033-3
elipse de MacAdam (SDCM) en pasos
Las elipses de MacAdam describen las regiones del diagrama de cromaticidad dentro de las cuales dos cromaticidades no pueden distinguirse. Un paso (1 SDCM, desviación estándar de igualación de color) es la elipse de ese umbral de discriminación. Las luminarias suelen suministrarse con una tolerancia de 3 o 5 pasos; las aplicaciones exigentes requieren 3 pasos o menos.
No confundir con: El valor de paso se aplica a la cromaticidad, no a la reproducción cromática. Dos LED del mismo bin de 3 pasos pueden diferir considerablemente en R9.
Regulado por: ANSI C78.377 · IEC 60081
Dentro de una elipse de 1 paso, las diferencias de color son apenas perceptibles. Las hojas de datos de LED suelen indicar la tolerancia de agrupación como 3 o 5 pasos.
No la energía, sino el recuento de partículas: la perspectiva adoptada en la fotoquímica y la iluminación hortícola.
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Flujo de fotones | Φp | µmol/s, fotones/s |
| Densidad de flujo fotónico fotosintético (PPFD) | PPFD | µmol/(m²·s) |
| Radiación fotosintéticamente activa (PAR) | PAR | —, 400–700 nm |
| Flujo fotónico útil (YPF) | YPF | µmol/s |
| Integral de luz diaria (DLI) | DLI | mol/(m²·d) |
| Rendimiento cuántico | Φ | — |
flujo de fotones (Φp) en µmol/s
El flujo de fotones cuenta los cuantos de luz, no su energía. Se obtiene a partir del flujo radiante mediante Φp = Φe·λ/(h·c·NA). En todos los casos en que una reacción avanza por fotón absorbido —en la fotoquímica, la fotopolimerización y la fotosíntesis—, el recuento de fotones es la referencia correcta, no el vatio.
No confundir con: la conversión entre vatio y µmol depende de la longitud de onda: un fotón a 660 nm porta solo la mitad de la energía de uno a 330 nm. Sin un espectro conocido, la conversión no es única.
Regulado por: DIN 5031-1
densidad de flujo fotónico fotosintético (PPFD) (PPFD) en µmol/(m²·s)
La densidad de flujo fotónico fotosintético indica cuántos fotones del rango de 400 a 700 nm inciden sobre un metro cuadrado por segundo. Es el equivalente de la irradiancia en el recuento de fotones y se mide con un sensor cuántico. La luz solar alcanza hasta 2000 µmol/(m²·s) al mediodía; la iluminación de invernadero suele ser de 200 a 800.
No confundir con: convertir PPFD a lux no es admisible: el lux pondera con la sensibilidad del ojo, que apenas registra el rojo y el azul, precisamente donde trabajan las plantas.
Regulado por: ASABE S640
Un vatio de luz roja contiene más fotones que uno de luz azul. Para las plantas importa el recuento de fotones, por lo que la PPFD se mide en µmol/(m²·s) en lugar de W/m².
radiación fotosintéticamente activa (PAR) (PAR)
PAR designa el rango espectral de 400 a 700 nm en el que la clorofila utiliza los fotones para la fotosíntesis. Por tanto, PAR no es un valor medido, sino el rango al que se refieren PPFD, PPF y DLI. Definiciones ampliadas usan ePAR hasta 750 nm para captar el efecto Emerson en el rojo lejano.
No confundir con: "vatios PAR" es una cifra poco clara: normalmente se refiere a la irradiancia en el rango PAR, no a la densidad de flujo fotónico. Al comparar luminarias conviene comprobar cuál de las dos se indica.
Regulado por: ASABE S640
flujo fotónico útil (YPF) (YPF) en µmol/s
YPF pondera cada fotón con la curva de rendimiento cuántico relativo de McCree, que alcanza su máximo en el rojo, alrededor de 620 nm, y cae en el verde. Describe el rendimiento fotosintético con más precisión que el PPF sin ponderar, pero se cita con menos frecuencia porque la curva se derivó de mediciones de hojas a corto plazo de especies concretas.
No confundir con: YPF y PPFD no son comparables. Quien compare luminarias debe usar la misma magnitud.
Regulado por: ASABE S640
integral de luz diaria (DLI) (DLI) en mol/(m²·d)
La integral de luz diaria es la integral temporal de la PPFD a lo largo de 24 horas, expresada en mol de fotones por metro cuadrado y día. Con iluminación constante, DLI = PPFD · t / 10⁶, con t en segundos. La lechuga se conforma con 12 a 17 mol/(m²·d); el tomate exige más de 20.
No confundir con: DLI se relaciona con PPFD como la dosis se relaciona con la irradiancia: la misma cantidad diaria puede alcanzarse con mucha luz durante poco tiempo o con poca luz durante mucho tiempo; biológicamente eso no siempre es equivalente.
Regulado por: ASABE S640
La integral de luz diaria es el área bajo la PPFD a lo largo de 24 horas, en mol/(m²·d).
rendimiento cuántico (Φ)
El rendimiento cuántico es la relación entre el número de moléculas convertidas y el número de fotones absorbidos. Los valores por debajo de uno son la norma; en reacciones en cadena como la fotopolimerización radical puede ser muy superior. Vincula la dosis medida con la conversión química y explica por qué dos formulaciones curan en distinto grado con la misma dosis.
No confundir con: el rendimiento cuántico es una propiedad del sistema formado por el fotoiniciador, la matriz y la longitud de onda; no puede leerse en un instrumento ni trasladarse de una aplicación a otra.
Regulado por: IUPAC Gold Book
Radiación ponderada con un espectro de acción: eritémicamente eficaz, germicida, actínica.
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Espectro de acción | s(λ) | — |
| Irradiancia eficaz | Eeff | W/m², mW/cm² |
| Irradiancia eritémicamente eficaz e índice UV | Eer, UVI | W/m² |
| Exposición germicida eficaz | Hgerm | J/m², mJ/cm² |
| Radiancia ponderada por luz azul | LB | W/(m²·sr) |
| Peligro UV actínico | ES | W/m² |
| Irradiancia UV-A | EUVA | W/m² |
| Valor límite de exposición | Heff | J/m² |
| Dosis de curado | HUV | mJ/cm², J/m² |
Espectro de acción (s(λ))
Un espectro de acción pondera las longitudes de onda según su eficacia biológica o química, normalizada respecto a su máximo. Ejemplos conocidos son el espectro de acción eritémico, el espectro de acción germicida, la función de peligro actínico de IEC 62471 y la función de eficacia luminosa V(λ), que también es un espectro de acción, en este caso el de la visión.
No confundir con: El símbolo S(λ) se utiliza con dos significados distintos: en IEC 62471 es la función de peligro actínico, mientras que en radiometría es la distribución espectral de una fuente. El contexto debe dejar claro a cuál se refiere.
Regulado por: IEC 62471 · ISO/CIE 17166 · CIE 015
La irradiancia eficaz surge al multiplicar el espectro de la fuente por el espectro de acción, longitud de onda por longitud de onda. Solo permanece la parte en la que ambos se solapan.
Irradiancia eficaz (Eeff) en W/m²
La irradiancia eficaz surge al ponderar la irradiancia espectral con un espectro de acción e integrar: Eeff = ∫Eλ·s(λ)dλ. Solo así pueden compararse fuentes con espectros diferentes respecto a un efecto determinado. Casi todos los valores límite de exposición laboral y los requisitos de dosis en la desinfección UV se refieren a una magnitud ponderada de este tipo; la excepción es el límite de UV-A sin ponderar.
No confundir con: Una irradiancia eficaz sin indicar el espectro de acción carece de sentido. La misma lámpara tiene tres valores distintos: eritémico, germicida y actínico.
Regulado por: IEC 62471 · DIN EN 14255-1 · OStrV
Irradiancia eritémicamente eficaz e índice UV (Eer, UVI) en W/m²
La irradiancia eritémicamente eficaz pondera la radiación con el espectro de acción eritémico de ISO/CIE 17166, que alcanza su máximo en el UV-B y desciende varios órdenes de magnitud en el UV-A. El índice UV es el valor referido a 25 mW/m²: UVI = Eer[W/m²] · 40. Un índice UV de 8 corresponde a 0,2 W/m² eritémicamente eficaces.
No confundir con: El índice UV se aplica al sol al aire libre. No es aplicable a fuentes UV artificiales en el lugar de trabajo, donde rigen los valores límite de exposición de la OStrV alemana.
Regulado por: ISO/CIE 17166 · DIN EN 14255-1
El espectro de acción eritémico cae de tres a cuatro órdenes de magnitud del UV-B al UV-A. El índice UV se obtiene a partir de la irradiancia ponderada eritémicamente.
Exposición germicida eficaz (Hgerm) en J/m²
La exposición germicida eficaz es la dosis ponderada con el espectro de acción germicida, cuyo máximo se sitúa cerca del pico de absorción del ADN, en torno a 260 nm. La hoja de trabajo W 294 de la DVGW y la norma DIN 19294 exigen al menos 400 J/m² (40 mJ/cm²) de fluencia para la desinfección de agua potable, demostrado biodosimétricamente.
No confundir con: Con LEDs UV-C de 265 o 275 nm la ponderación es decisiva: una medición calibrada a 254 nm arroja un valor demasiado bajo para un LED de 275 nm si no se tiene en cuenta el desajuste espectral.
Regulado por: DVGW W 294 · DIN 19294 · ÖNORM M 5873
El efecto germicida sigue la absorción del ADN con su máximo en 265 nm. La línea de Hg en 254 nm y un LED UV-C en 275 nm se encuentran ambos cerca del máximo.
Radiancia ponderada por luz azul (LB) en W/(m²·sr)
LB pondera la radiancia espectral con la función B(λ), que alcanza su máximo entre 400 y 500 nm, evaluando así el peligro retiniano fotoquímico. De LB y la duración de exposición admisible se deriva la clasificación de una lámpara en el grupo exento o en los grupos de riesgo 1 a 3.
No confundir con: Para fuentes pequeñas y tiempos de observación cortos se utiliza la irradiancia ponderada por luz azul EB en lugar de la radiancia. Qué magnitud se aplica depende del ángulo subtendido por la fuente.
Regulado por: IEC 62471 · DIN EN 62471
Peligro UV actínico (ES) en W/m²
El peligro UV actínico pondera la irradiancia con la función S(λ) de IEC 62471 e ICNIRP, que combina la fotoqueratitis y el eritema cutáneo. Es la magnitud frente a la cual se verifica el valor límite de exposición de 30 J/m² por jornada laboral, y el punto de partida habitual de toda evaluación de riesgos en equipos UV.
No confundir con: La evaluación actínica solo cubre parcialmente el UV-A. Además, se aplica un límite adicional, sin ponderar, específico para el UV-A.
Regulado por: IEC 62471 · ICNIRP · TROS IOS
Irradiancia UV-A (EUVA) en W/m²
EUVA es la irradiancia integrada sin ponderar en el rango de 315 a 400 nm. El valor límite de exposición es de 10 000 J/m² por jornada laboral para el ojo; a 10 W/m² esto supone una duración admisible de unos 17 minutos. En la inspección por fluorescencia y por líquidos penetrantes este valor es el determinante, no la evaluación actínica.
No confundir con: Los límites del rango difieren según la norma: DIN 5031-7 y la CIE sitúan el UV-A entre 315 y 400 nm, DIN/ISO 20473 entre 315 y 380 nm, y fuentes estadounidenses desde 320 nm. Al comparar lecturas, hay que indicar siempre el límite utilizado.
Regulado por: TROS IOS · ICNIRP · DIN/ISO 20473
Valor límite de exposición (Heff) en J/m²
El valor límite de exposición limita la exposición de los trabajadores a lo largo de una jornada laboral de ocho horas. Para la radiación UV incoherente se aplica Heff = 30 J/m² ponderados actínicamente, más 10 000 J/m² para el UV-A. A partir de la Eeff medida se obtiene el tiempo de permanencia admisible t = Heff/Eeff; con 1 W/m² actínico, eso equivale a 30 segundos.
No confundir con: El límite no es un valor objetivo, sino un límite superior. Se aplica a la suma diaria de todas las exposiciones, no a un único evento.
Regulado por: OStrV · TROS IOS · RL 2006/25/EG · ICNIRP
El límite de 30 J/m² (ponderado actínicamente) dividido entre la irradiancia eficaz da el tiempo de exposición admisible por jornada laboral.
Dosis de curado (HUV) en mJ/cm²
La dosis de curado es la exposición radiante necesaria para un entrecruzamiento completo, referida al rango de absorción del fotoiniciador utilizado. Los valores típicos se sitúan entre 200 y 2000 mJ/cm². Dado que los fotoiniciadores absorben en bandas estrechas, el rango de longitud de onda de la medición siempre debe acompañar al valor de dosis indicado.
No confundir con: Un valor de dosis sin indicar la banda carece de valor: 500 mJ/cm² de UV-A y 500 mJ/cm² de UV-C describen procesos completamente diferentes. Por ello, los radiómetros de banda transportadora miden en canales separados.
Regulado por: DIN EN 13523-25
Qué se pierde en el camino de la fuente al objetivo: transmisión, reflexión, absorción.
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Transmitancia | τ | —, % |
| Reflectancia | ρ | —, % |
| Absortancia | α | —, % |
| Densidad óptica | OD | —, A (Extinktion) |
| Coeficiente de absorción | a | 1/m, 1/cm |
| Coeficiente de absorción espectral a 254 nm | SAK254 | 1/m, UVT en % |
transmitancia (τ)
La transmitancia es la relación entre la potencia radiante transmitida y la incidente, τ = Φt/Φ0. Depende de la longitud de onda: el cuarzo fundido transmite UV-C, el vidrio borosilicatado apenas, el vidrio de ventana común nada en absoluto. Para un proceso UV, la transmitancia del tubo de protección o de la ventana determina directamente la irradiancia en el punto de acción.
No confundir con: La transmitancia medida incluye las pérdidas por reflexión en ambas superficies. La proporción pura del material – la transmitancia interna – es más alta.
Regulado por: DIN 5036-3 · DIN EN 410
Según Lambert-Beer, la transmitancia disminuye exponencialmente con la longitud de trayecto. Cada unidad de densidad óptica la reduce a una décima parte.
reflectancia (ρ)
La reflectancia es la relación entre la potencia radiante reflejada y la incidente. En el UV, los materiales difieren ampliamente: el PTFE y el sulfato de bario alcanzan más del 95 % de reflectancia difusa incluso por debajo de 250 nm, el aluminio anodizado considerablemente menos, las pinturas blancas comunes colapsan en el UV. En las cámaras de irradiación, la reflexión contribuye sustancialmente a la irradiancia.
No confundir con: Debe distinguirse entre reflexión especular y difusa: un espejo devuelve la radiación de forma direccional, una superficie de PTFE la distribuye uniformemente en el hemisferio. Solo la reflexión difusa es utilizable para esferas integradoras.
Regulado por: DIN 5036-3 · CIE 130
absortancia (α)
La absortancia es la relación entre la potencia radiante absorbida y la incidente. Junto con la transmisión y la reflexión se cumple el balance energético τ + ρ + α = 1. La radiación absorbida es la única que puede tener un efecto fotoquímico – la que se transmite o refleja no hace nada.
No confundir con: La absortancia es adimensional y se refiere a la potencia incidente; el coeficiente de absorción, en cambio, describe la rapidez con que la radiación decae en el material y tiene la unidad 1/m.
Regulado por: DIN 5036-3
densidad óptica (OD)
La densidad óptica es el logaritmo decádico negativo de la transmitancia: OD = −log₁₀τ. OD 1 deja pasar el 10 %, OD 2 el uno por ciento, OD 3 el uno por mil. Como las densidades ópticas de filtros en serie se suman, es la magnitud práctica para pilas de filtros y gafas de protección.
No confundir con: En analítica la misma magnitud se llama extinción o absorbancia A. Para las gafas de protección, el nivel de protección se indica por rango de longitud de onda – ahí no basta un único valor de OD.
Regulado por: DIN EN 170 · DIN 5036-3
coeficiente de absorción (a) en 1/m
Según la ley de Lambert-Beer, la irradiancia decae exponencialmente en un medio homogéneo: E(d) = E₀·e−a·d. El coeficiente de absorción a es la constante de decaimiento específica del material por longitud de trayecto. En el tratamiento de aguas, de él se deriva la profundidad de penetración: con a = 10 1/m solo queda un tercio de la radiación tras 10 cm.
No confundir con: Existe una forma natural (base e) y una decádica (base 10); difieren en el factor ln 10 = 2,303. Al tomar valores de referencia, debe verificarse la base.
Regulado por: DIN 38404-3
coeficiente de absorción espectral a 254 nm (SAK254) en 1/m
El SAK₂₅₄ es el coeficiente de absorción decádico del agua a 254 nm, medido según DIN 38404-3. El agua potable se sitúa típicamente entre 1 y 5 1/m, el agua residual considerablemente más alto. A menudo se indica como transmitancia UV en un trayecto de 1 cm: un SAK de 5 1/m corresponde aproximadamente a un 89 % de UVT.
No confundir con: El SAK₂₅₄ describe la absorción, no la turbidez. Las partículas dispersan adicionalmente y pueden proteger a los microorganismos sin modificar mucho el SAK.
Regulado por: DIN 38404-3 · DVGW W 294
Ángulo sólido, ley del cuadrado inverso, error de coseno, incertidumbre: por qué dos instrumentos muestran valores diferentes.
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Ángulo sólido | Ω | sr, estereorradián |
| Ley del cuadrado inverso | E ~ 1/r² | — |
| Error de coseno | f₂ | % |
| Desajuste espectral | f₁′ | % |
| Linealidad | f₃ | % |
| Ángulo del campo de medición | α | ° |
| Resolución espectral | ΔλFWHM | nm |
| Incertidumbre de medición | U | % |
| Trazabilidad metrológica | — | — |
ángulo sólido (Ω) en sr
El ángulo sólido es el cociente entre el área que un cono recorta de la superficie de una esfera y el cuadrado del radio de la esfera: Ω = A/r². La esfera completa tiene 4π ≈ 12,57 sr, la semiesfera 2π sr. Un ángulo del haz de 10 grados corresponde aproximadamente a 0,024 sr.
No confundir con: El semiángulo del haz y el ángulo total del haz se confunden a menudo. Al convertir a estereorradián, esto genera un factor de cuatro.
Regulado por: ISO 80000-3
El ángulo sólido es el área recortada de la esfera dividida por el cuadrado del radio. La esfera completa tiene 4π sr.
ley del cuadrado inverso (E ~ 1/r²)
Para una fuente puntual E = I/r²: la irradiancia disminuye con el cuadrado de la distancia, porque la misma potencia se distribuye sobre un área que crece cuadráticamente. La ley es la base de toda conversión de distancia en el diseño de sistemas.
No confundir con: Solo se aplica más allá de la distancia límite fotométrica. Bajo una matriz de LED, una lámpara tubular o dentro de una cámara de irradiación conduce a errores graves; solo una simulación o una medición ayuda en esos casos.
Regulado por: DIN 5032-1
La ley del cuadrado inverso solo se aplica más allá de la distancia límite, donde la fuente puede tratarse como puntual.
error de coseno (f₂) en %
Un receptor de irradiancia ideal pondera la radiación incidente en el ángulo ε con cos ε. El valor f₂ describe la desviación de esto. Según DIN 5032-7, f₂ puede ser como máximo 1,5 % en la clase L y 3 % en la clase A. Con irradiación difusa o fuentes de gran superficie, una mala respuesta de coseno se traslada directamente a la lectura.
No confundir con: Con incidencia normal desde gran distancia, el error de coseno apenas se nota. Precisamente por eso las mediciones en laboratorio y en planta a menudo no coinciden.
Regulado por: DIN 5032-7 · DIN EN 13032-1
Un receptor ideal pondera la radiación incidente oblicuamente con cos θ. La desviación de esto es el error de coseno.
desajuste espectral (f₁′) en %
f₁′ mide la desviación de la respuesta espectral relativa de un instrumento respecto a la curva objetivo, por ejemplo V(λ) para luxómetros o un espectro de acción para radiómetros UV. Un sensor con un f₁′ pequeño mide correctamente incluso con espectros desconocidos; con un f₁′ grande, el factor de calibración solo es válido para la fuente contra la que fue calibrado.
No confundir con: Por eso la pregunta "¿contra qué lámpara se calibró?" es decisiva para todo radiómetro de banda ancha. Quien cambie de tecnología de fuente -por ejemplo, de vapor de mercurio a LED UV- necesita una nueva calibración o un espectrorradiómetro.
Regulado por: DIN 5032-7 · CIE 220
Si el espectro de la lámpara medida difiere del espectro de calibración, un radiómetro mide incorrectamente, y tanto más cuanto menos siga su respuesta la curva objetivo.
linealidad (f₃) en %
El valor f₃ describe la desviación de una relación lineal entre la irradiancia y la lectura. Se comprueba en varios puntos del rango de medición. Con irradiancias altas, como las que se dan bajo matrices de LED UV o en sistemas de curado, es la propiedad limitante: los sensores se saturan en esos casos.
No confundir con: Un instrumento que mide correctamente a 10 mW/cm² puede estar desviado en varios por ciento a 2 W/cm². Por eso el rango de medición forma parte de la elección del sensor y del certificado de calibración.
Regulado por: DIN 5032-7
ángulo del campo de medición (α) en °
El ángulo del campo de medición define qué parte de la fuente capta un medidor de radiancia o luminancia. Los valores habituales son un grado o un quinto de grado. En las evaluaciones según IEC 62471 está prescrito, porque el grupo de riesgo depende del ángulo sobre el que se promedia.
No confundir con: Si el campo de medición es mayor que la fuente, se promedia fondo oscuro y la radiancia se mide demasiado baja. Si es menor, se mide un pico local.
Regulado por: IEC 62471 · DIN 5032-7
resolución espectral (ΔλFWHM) en nm
La resolución espectral es el ancho completo a media altura de la función instrumental, es decir, el ancho al que el instrumento ensancha una línea infinitamente estrecha. Está determinada por el ancho de la rendija, la red de difracción y los píxeles del detector. Para evaluar emisores de línea como las lámparas de vapor de mercurio, debe ser considerablemente menor que el espaciado entre líneas.
No confundir con: El paso de los puntos de datos no es la resolución. Un instrumento puede entregar datos en pasos de 0,5 nm y aun así resolver solo 5 nm.
Regulado por: CIE 214 · DIN 5032-1
El ancho de la rendija, la red de difracción y el detector determinan la resolución espectral de un espectrorradiómetro.
incertidumbre de medición (U) en %
La incertidumbre de medición expandida U se calcula a partir de las contribuciones individuales según el GUM y se indica con un factor de cobertura k = 2, correspondiente aproximadamente a una probabilidad de cobertura del 95 %. En radiometría UV, las calibraciones acreditadas se sitúan típicamente entre el dos y el seis por ciento según la longitud de onda y la magnitud; la incertidumbre de una medición en planta suele ser mayor.
No confundir con: La incertidumbre del certificado de calibración se aplica a condiciones de laboratorio. En el proceso se suman además el error de coseno, el desajuste espectral, la contaminación y la temperatura.
Regulado por: GUM / JCGM 100 · DIN EN ISO/IEC 17025
trazabilidad metrológica
La trazabilidad significa que un resultado de medición se relaciona con un patrón nacional o internacional mediante una cadena documentada e ininterrumpida de comparaciones, cada una con una incertidumbre indicada; en Alemania, con el PTB. Un laboratorio de calibración acreditado según DIN EN ISO/IEC 17025 demuestra esta cadena mediante el certificado de calibración ISO 17025.
No confundir con: Un certificado de fábrica no es una calibración trazable. Para liberaciones de proceso, auditorías y evaluaciones de riesgo suele exigirse el certificado acreditado.
Regulado por: DIN EN ISO/IEC 17025 · VIM / JCGM 200
Una medición es trazable cuando una cadena ininterrumpida de calibraciones con incertidumbre indicada conduce al patrón nacional.
Preguntas frecuentes sobre magnitudes ópticas
Las magnitudes radiométricas evalúan la radiación de forma energética, en todo el rango espectral e independientemente del ojo. Las magnitudes fotométricas son las mismas magnitudes ponderadas con la función de eficiencia luminosa V(λ) — y, por tanto, se definen únicamente en el rango visible de 380 a 780 nm. Así, una fuente UV tiene cero lúmenes, por mucha potencia que emita. El lux solo puede convertirse a W/m² cuando se conoce el espectro.
Ra es el promedio de ocho colores de ensayo poco saturados según la norma CIE 13.3:1995. Un LED puede alcanzar Ra 85 y aun así reproducir un rojo saturado de forma apagada — solo el índice especial R9 lo revela. La norma IES TM-30-15, en cambio, se basa en 99 muestras de color y separa la fidelidad (Rf) del gamut (Rg); para espectros LED de banda estrecha, esa es la evaluación más informativa.
Un radiómetro de banda ancha es suficiente siempre que la fuente sea conocida y espectralmente estable y que el sensor haya sido calibrado con esa misma fuente. En cuanto se comparan tecnologías de fuentes, el espectro se desplaza por el envejecimiento, hay que aplicar un espectro de acción o determinar una cromaticidad, no hay forma de evitar la distribución espectral S(λ). El error subyacente se denomina desajuste espectral.
Por regla general, la dosis, es decir, la exposición radiante H en J/m² o mJ/cm², medida en el rango de longitud de onda del efecto. La irradiancia E solo determina la rapidez con la que se alcanza la dosis. Ambos valores deben figurar por separado en la documentación, ya que una lámpara envejecida entrega una dosis menor tras el mismo tiempo.
