Medición calibrada de la iluminancia: desde la iluminación del puesto de trabajo hasta 500 000 lx.
Luxómetros y medidores de iluminancia para una medición precisa de la luz
La iluminancia describe el flujo luminoso que incide sobre una superficie y es una de las magnitudes fotométricas fundamentales. Se expresa en lux. Para obtener mediciones reproducibles, la luz debe ponderarse según la sensibilidad luminosa espectral del ojo humano.
Opsytec ofrece sistemas de medición calibrados para determinar la iluminancia. Con un sensor LUX, los radiómetros RMD y RM-12 se convierten en luxómetros: medidores de luz calibrados que indican la iluminancia en lux. El sensor abarca el rango espectral visible de 380 a 780 nm y pondera la luz incidente según la función V(λ).
¿Qué mide un luxómetro?
Un luxómetro mide la iluminancia Ev. Describe el flujo luminoso que incide sobre una superficie determinada. La unidad es el lux:
1 lx = 1 lm/m²
La iluminancia es una magnitud fotométrica. Pondera la radiación óptica según la sensibilidad espectral del ojo humano en visión diurna.
Por ello, la medición en lux es fundamentalmente distinta de una medición radiométrica en W/m². Dos fuentes de luz con la misma potencia radiante pueden producir valores de lux diferentes debido a sus distintos espectros.
Ponderación V(λ) y sensor V-lambda
Para las mediciones fotométricas, la sensibilidad luminosa espectral del ojo humano se describe mediante la función V(λ). Esta alcanza su máximo en 555 nm y desciende de forma pronunciada hacia los extremos del rango visible.
Por ello, un luxómetro necesita un sensor V-lambda: un sensor cuya sensibilidad espectral se aproxime lo máximo posible a esta función de ponderación. Las desviaciones entre la respuesta del sensor y V(λ) pueden dar lugar a errores de medición, especialmente con LED de banda estrecha o espectros poco habituales.
El sensor LUX de Opsytec funciona de 380 a 780 nm con ponderación V(λ) y puede emplearse con los radiómetros RMD y RM-12.
Corrección del coseno
La iluminancia es una magnitud referida a la superficie. La radiación que incide oblicuamente sobre la superficie de medición contribuye a la iluminancia según el coseno del ángulo de incidencia. Un cabezal de medición adecuado debe reproducir este comportamiento angular.
Los sensores de Opsytec emplean difusores para la corrección del coseno. Esto mejora la exactitud de medición con luz que no incide exclusivamente de forma perpendicular sobre el sensor.
Escala de lux: ¿cuánta luz es eso?
Entre una noche estrellada de luna nueva y el sol en su cénit hay un factor de más de 100 millones, y el ojo ve en ambas situaciones. La pupila modifica la cantidad de luz entrante solo en un factor de aproximadamente 16; la retina realiza con diferencia la mayor parte de la adaptación. La escala muestra niveles de iluminancia típicos y valores normalizados sobre un eje logarítmico. Arrastre el control deslizante sobre el eje, desplace el ratón sobre un símbolo o introduzca su propia lectura.
| Situación | Iluminancia |
|---|---|
| Cielo despejado, sol en el cénit | 130 000 lx |
| Mediodía de verano en Europa Central, cielo despejado | 90 000 lx |
| Mediodía de invierno, cielo despejado | 20 000 lx |
| Mediodía de verano, cielo cubierto | 19 000 lx |
| A la sombra en verano | 10 000 lx |
| Día de invierno cubierto | 3500 lx |
| Día nublado, valor típico | 1000 lx |
| Crepúsculo (sol justo por debajo del horizonte) | 750 lx |
| Día cubierto muy oscuro | 100 lx |
| Crepúsculo (sol 6° por debajo del horizonte) | 3 lx |
| Noche de luna llena | 0,05–0,36 lx |
| Cuarto de luna, cielo despejado | 0,01 lx |
| Noche estrellada con luna nueva | 0,001 lx |
| Noche sin luna, cielo cubierto | 0,0001 lx |
| Situación | Iluminancia |
|---|---|
| Iluminación quirúrgica moderna | 160 000 lx |
| Cámara de fotoestabilidad según ICH Q1B (ejemplo de cálculo) | 75 000 lx |
| Lámpara dental de trabajo (mínimo) | 15 000 lx |
| Iluminación de oficinas o habitaciones | 500 lx |
| Pasillo | 100 lx |
| Sala de estar | 50 lx |
| Inspección por fluorescencia según ISO 3059 (luz ambiente, máximo) | 20 lx |
| Alumbrado público | 10 lx |
| Vela a aproximadamente 1 m | 1 lx |
| Alumbrado de emergencia de vías de evacuación según EN 1838 (mínimo) | 1 lx |
Normas: ISO 3059, EN 1838, ICH Q1B.
| Tarea / local | Iluminancia mantenida |
|---|---|
| Dibujo técnico | 750 lx |
| Oficina, trabajo con pantallas, salas de reuniones | 500 lx |
| Puestos de trabajo CAD | 500 lx |
| Zonas de venta, recepción | 300 lx |
| Pasillos, escaleras | 100 lx |
| Aparcamientos | 75 lx |
Los valores normativos son valores mantenidos: la iluminancia no debe descender por debajo de ellos ni siquiera tras el envejecimiento y el ensuciamiento de las luminarias. Con un factor de mantenimiento de 0,8, una instalación nueva para 500 lx debe proporcionar, por tanto, unos 625 lx. Para el trabajo con pantallas, la norma exige además una limitación del deslumbramiento de UGR ≤ 19 y un índice de reproducción cromática de Ra ≥ 80.
Norma: EN 12464-1:2021.
Dónde se mide la iluminancia
Las aplicaciones típicas son:
- Ensayo de luminarias LED
- Desarrollo de sistemas de iluminación
- Control de calidad y ensayos de producción
- Mediciones comparativas en lámparas
- Investigación y desarrollo
- Caracterización de sistemas ópticos
En varias aplicaciones, las normas especifican directamente la iluminancia:
- Detección de fisuras por líquidos fluorescentes según ISO 3059: Durante la inspección, la luz ambiente visible no debe superar los 20 lx, con una irradiancia UV-A de al menos 10 W/m². Para este caso está disponible un sensor combinado para 365 nm y LUX para el RMD.
- Fotoestabilidad según ICH Q1B: Las muestras de medicamentos deben recibir al menos 1,2 millones de lux hora de luz visible y 200 Wh/m² de UV próximo. Para ello, la iluminancia y la irradiancia UV se miden en la posición de la muestra.
- Iluminación de puestos de trabajo según EN 12464-1: La norma especifica valores de iluminancia mantenida para los puestos de trabajo, desde 75 lx en aparcamientos hasta 750 lx para el dibujo técnico.
- Tecnología LED y de pantallas: La iluminancia describe la luz ambiente y el flujo luminoso emitido por los módulos LED sobre una superficie.
Luxómetros de Opsytec: RM-12 y RMD
La elección del sistema de medición depende del espectro, la intensidad, la geometría de medición y de si, además de la luz visible, se debe evaluar la radiación UV. El RMD o el RM-12 con sensor LUX son adecuados para mediciones de lux rápidas y reproducibles. Para una monitorización instalada de forma permanente en instalaciones, el sensor LUX también está disponible como sensor PLC con salida analógica y como PLC.net con conexión Ethernet.
RM-12 como luxómetro compacto
El RM-12 es un radiómetro portátil compacto, alimentado por batería, que puede utilizarse con distintos cabezales de medición. Combinado con el sensor LUX, se convierte en un práctico equipo de medición de lux.
El diseño modular permite emplear la misma unidad básica para mediciones fotométricas y radiométricas. Además de la iluminancia, con los sensores adecuados se puede medir, por ejemplo, la irradiancia UVA, UVB o UVC.
Esto resulta especialmente ventajoso en aplicaciones en las que deben evaluarse conjuntamente la luz visible y la radiación UV.
RMD: luxómetro digital hasta 500 000 lx
El RMD es un radiómetro portátil totalmente digital con dos entradas de sensor. Es apto para mediciones precisas con un elevado rango dinámico y distintos sensores. Con su rango de medición de hasta 500 000 lx pueden estudiarse tanto las situaciones habituales de iluminación artificial como iluminancias muy elevadas, por ejemplo en cámaras de irradiación o bajo lámparas quirúrgicas y de tratamiento.
- dos entradas digitales de sensor, por ejemplo para medir simultáneamente la iluminancia y la irradiancia UVA
- conversión de 24 bits y rango dinámico de 1 : 10 000 000
- iluminancia de hasta 500 000 lx
- indicación de irradiancia, iluminancia y dosis
- incertidumbre de calibración de los sensores habitualmente de 4,5–6,0 % (k = 2)
El sistema es apto para laboratorios, desarrollo, aseguramiento de la calidad y ensayos industriales y, con sus dos entradas de sensor, ofrece una mayor reserva.
RM-12
Medidor portátil de irradiancia e iluminancia con sensores intercambiables.
Radiómetro RMD Pro
Radiómetro portátil totalmente digital para irradiancia y dosis, con dos entradas de sensor y 8 GB de memoria.
sensores PLC con señales de salida analógicas
Sensores UV y de luz con salida de 4–20 mA, 0–10 V o 0–2 V para la conexión directa a controladores PLC.
PLC.net: sensor UV con Ethernet
Sensor UV con Ethernet y PoE; las lecturas están disponibles a través de Modbus TCP y HTTP/JSON directamente en la red.
Medición de la iluminancia de LED
Los LED pueden presentar espectros muy estrechos o espectros compuestos por varios picos. Por ello, la concordancia espectral de un luxómetro con V(λ) resulta especialmente relevante en las mediciones de LED: si la sensibilidad del sensor en la longitud de onda de emisión se sitúa ligeramente por encima o por debajo de la curva V(λ), esta desviación repercute íntegramente en la lectura en el caso de una fuente de banda estrecha. La magnitud que puede alcanzar este efecto se explica en el artículo sobre el desajuste espectral.
Un luxómetro calibrado con un sensor adaptado a V(λ) resulta adecuado para los ensayos rutinarios.
Medir lux: cómo hacerlo correctamente
- Defina el plano de medición: el sensor se sitúa en el plano al que debe aplicarse el valor —en los puestos de trabajo, normalmente la superficie de trabajo— y se alinea paralelo a este.
- Mantenga constante la distancia: en las fuentes puntuales, la iluminancia disminuye con el cuadrado de la distancia. Incluso unos pocos milímetros suponen una diferencia clara en la lectura.
- Evite las sombras: los cuerpos, las manos y los cables no deben impedir que la luz llegue al sensor.
- Varios puntos de medición: la iluminancia de una superficie rara vez es uniforme. Una cuadrícula de varios puntos muestra el valor medio y la uniformidad.
- Tenga en cuenta la temperatura: el sensor y la fuente de luz deben haber alcanzado su temperatura de servicio; muchas lámparas y LED modifican su emisión luminosa durante el calentamiento.
Calibrado y reproducible
La calibración con trazabilidad metrológica del sistema de medición es imprescindible para obtener mediciones reproducibles.
Los sensores de Opsytec se suministran calibrados y pueden recalibrarse. Esto hace que los sistemas sean adecuados para ensayos recurrentes, aseguramiento de la calidad y tareas de medición que requieren documentación.
Preguntas frecuentes: luxómetros
¿Cuál es la diferencia entre una medición en lux y una medición en W/m²?
Una medición radiométrica en W/m² registra la potencia radiante físicamente presente sin ponderación alguna. Una medición fotométrica en lux pondera esa misma radiación con la función de eficiencia luminosa V(λ) del ojo humano y es nula fuera del intervalo aproximado de 380 a 780 nm. Por ello, dos fuentes con la misma potencia radiante pueden presentar valores en lux muy diferentes.
¿Por qué se mide la iluminancia en la inspección por líquidos fluorescentes según la norma ISO 3059?
La luz ambiente visible reduce el contraste entre la indicación fluorescente y el fondo. Por eso la norma limita la iluminancia durante la inspección a un máximo de 20 lx, con una irradiancia UV-A de al menos 10 W/m². Ambas magnitudes se miden en la superficie de inspección.
¿Qué significa la ponderación V(λ)?
V(λ) es la curva de eficiencia luminosa del ojo humano en visión fotópica, definida internacionalmente, con su máximo en 555 nm. El sensor de un luxómetro debe seguir espectralmente esta curva para que su lectura se corresponda con el brillo percibido. Con fuentes de banda estrecha, como los LED, las desviaciones tienen un efecto mayor que con luz de banda ancha.
¿Para qué sirve la corrección del coseno?
La luz que incide oblicuamente sobre una superficie contribuye a la iluminancia únicamente con el coseno del ángulo de incidencia. Un difusor situado delante del área óptica del sensor reproduce este comportamiento. Sin corrección del coseno, la luz que llega en ángulo —por ejemplo, procedente de varias luminarias o de fuentes de gran superficie— se ponderaría de forma incorrecta.
