Mediciones de la intensidad lumínica

Las capacidades perceptivas y, por tanto, el estado psicofísico del ser humano, dependen en gran medida del entorno en el que éste vive actualmente. Los estímulos luminosos son los factores decisivos que influyen en la comodidad mental. El hecho de permanecer en los lugares con iluminación no natural puede acelerar la sensación de fatiga y contribuir al desarrollo de la discapacidad visual y de otras enfermedades. El impacto negativo del alumbrado en los seres humanos es particularmente importante en los términos de seguridad y eficiencia laboral. La percepción de los estímulos luminosos, aunque depende de las características individuales de una persona determinada, es similar para diferentes receptores. De ahí que hay reglamentos que regulan los valores y los tipos de iluminación requeridos en los lugares donde la gente vive y trabaja.
La luz registrada por el hombre es una onda electromagnética de la longitud desde  aprox. 380 nm hasta 780 nm. La sensibilidad del ojo no es la misma en todas las condiciones - esto se debe a su estructura y distribución de los receptores, así como a la naturaleza de la propia luz. En condiciones de la luz diurna el ojo es más sensible al verde, mientras que por la noche o con muy poca luz esta sensibilidad cambia al azul - de ahí que exista esta impresión subjetiva de que todo es gris por la noche.
 

Plano 1. Rango visible de las ondas electromagnéticas para la visión diurna y nocturna

A pesar de la capacidades del ojo para adaptarse a la intensidad de la luz, durante las mediciones se requiere que las características del instrumento correspondan al ojo adaptado a la claridad. La curva espectral que corresponde a tal sensibilidad se llama la curva fotópica V (λ). Es útil para calcular los valores fotométricos. Al establecer los criterios para la selección de las propiedades de iluminación, se deben tener en cuenta:

• las recomendaciones de la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) (para determinar las condiciones óptimas de iluminación de las salas en función de su utilización),
• las disposiciones locales (por ejemplo, GB 50034, JIES-008, CIE S 008/E-2001, SNiP 23-05-95, AS 1680.1-2006. 

Al examinar la iluminación en las estaciones de trabajo, se recomienda aplicar las directrices de las normas actuales de la serie EN 12464. Al abordar el tema de las mediciones de la luz, debe explicarse el concepto de la intensidad lumínica. Es la relación entre el flujo luminoso que incide en una superficie particular y el campo de esta superficie. La unidad de intensidad de la iluminación es  [lm/m2], es decir, lux [lx]. Además, la CIE indica la uniformidad recomendada de la intensidad de la iluminación Em en el campo de visión, es decir, cómo el lugar donde se encuentra el objeto de trabajo. Si la irregularidad de la iluminación es demasiado grande (por ejemplo, las fuentes de la luz descubiertas en el campo de visión), existe el riesgo de producirse el fenómeno del deslumbramiento que puede reducir la capacidad de reconocer los detalles o causar la sensación de incomodidad. Además, debido al tiempo de la adaptación del ojo a los cambios, la uniformidad de la intensidad de la luz debe mantenerse a lo largo del tiempo. De ahí que sea importante el nivel de ondulación y a consecuencia, del parpadeo de la luz. 
El color de la luz es otro factor que tiene un impacto significativo en el bienestar de las personas en un espacio. Para un ser humano, la iluminación más óptima es esta cuya composición espectral es la más cercana a la luz del día. Las fuentes de la luz se dividen según la temperatura de color en la luz cálida, neutra y fría. La temperatura del color puede determinarse sobre la base del índice de reproducción cromática Ra, que refleja la diferencia de color entre un objeto iluminado por la luz natural y la luz estudiada. Las fuentes con el factor Ra relativamente alto son, por ejemplo, las bombillas tradicionales, las bombillas halógenas o las bombillas LED. Las fuentes con el índice Ra inferior a 70 incluyen las lámparas de mercurio y de sodio.
Las mediciones de los parámetros que permiten evaluar las condiciones de iluminación deben realizarse durante la recepción de los nuevos dispositivos de iluminación, durante la modernización de los existentes o periódicamente cada 5 años. Se recomienda realizar una investigación al menos cada 2 años. Las pruebas se llevarán a cabo:

• después del anochecer o con las ventanas cerradas y
• en las condiciones operativas - la zona de pruebas no debe prepararse especialmente (la creación de las condiciones no realistas) durante la duración de la prueba.

Las luminarias de las lámparas de descarga se encenderán al menos 30 minutos antes de la prueba. Otros tipos de las fuentes de luz, como las lámparas halógenas o las bombillas LED, pueden probarse inmediatamente después de encenderse. Las lámparas de descarga no deben ser nuevas, han de funcionar al menos 100 horas antes de las mediciones, mientras que para las bombillas y la iluminación halógena es sólo una hora.
La persona que realiza las mediciones no debe influir en el resultado de la medición. Por lo tanto, se recomienda usar la ropa oscura y la distancia del dispositivo de medición debe ser lo más grande posible. Las mediciones se realizarán en el plano de la tarea (por ejemplo, la superficie de un escritorio), con el cabezal fotométrico colocado paralelamente y directamente en el plano de la prueba.
La norma EN 12464-1:2012 introduce el nuevo término: intensidad de la iluminación en el campo ambiental directo. Ésta depende de la intensidad de la luz en el campo de trabajo y debería asegurar una distribución uniforme de la iluminación en el campo de visión. De acuerdo con la norma anterior, se recomiendan las dimensiones mínimas del área de la tarea y las dimensiones asociadas al área circundante inmediata (una franja de ancho como mín. 0,5 m alrededor del campo de la tarea) y el área del fondo (una franja como mínimo de ancho de 3 m vecindante con el área del ambiente directo).
 

Plano 2. Tarea visual, área del ambiente directo y área del fondo

Con el fin de determinar los puntos de medición de las tres áreas, deben crearse los sistemas de las rejillas con las mallas cercanas a los cuadrados. La relación entre la longitud y el ancho de las mallas debe encontrarse entre 0,5 y 2. Los puntos de medición deben estar situados en el centro de la rejilla luminosa. La dimensión máxima de la rejilla debe ser:

p = 0,2 • 5 log^10d

donde:
p - tamaño máximo de la malla [m],
d - dimensión más larga del área calculada [m].
En base a las mediciones se puede calcular la uniformidad de la iluminación U0 para un lugar determinado.
Para la medición de la iluminación de los interiores con la luz del día, se deben tomar las medidas que permitan determinar el factor de la luz del día. Con este objetivo, haciendo uso de dos luxómetros, hacemos las mediciones simultáneamente en el exterior y en el interior de las instalaciones iluminadas por las ventanas o tragaluces.
A su vez, al realizar las mediciones de la iluminación de emergencia, nos enfrentamos a los valores de la intensidad de la iluminación muy bajos. Los requisitos en este área se contienen en la norma EN 1838:2013. Cabe mencionar que para las rutas de escape de hasta 2 metros de ancho, el valor mínimo de la intensidad de la iluminación medida en el suelo es de 1 lx, lo que influye en la elección del dispositivo de medición apropiado. En los últimos años, las bombillas LED se han convertido en un tipo de fuente de iluminación cada vez más común. Su medición se basa actualmente en los mismos requisitos que otros tipos de las fuentes de iluminación. Si se trata de una medición de la luz blanca LED, deben tenerse en cuenta las indicaciones de la comisión CIE sobre el parámetro f₁', es decir, la medición del desajuste de la sensibilidad del luxómetro respecto a la curva V(λ). La Comisión recomienda el uso del luxómetro de f1’ que no exceda un 3%.
El luxómetro Sonel LXP-10A clase A cumple este requisito. Sin embargo, para los luxómeros LXP-10B y LXP-2 clase B, con el valor de error de la corrección espectral declarado f₁' < 6%, también debe tenerse en cuenta el valor de error f₁ resultante de las diferencias en la distribución espectral de la fuente medida y calibrada.
La fórmula de medición de la intensidad de la iluminación requiere que se tengan en cuenta los factores de corrección para la luz LED. Sin embargo, dado que para los luxómetros de la clase A y B, los factores de corrección k toman los valores cercanos a 1, de ahí que no tengan una influencia significativa en el valor de la intensidad de iluminación medido.
Al seleccionar un dispositivo, cabe tener en cuenta que el instrumento tenga un certificado de calibración vigente que confirme su eficacia y corrobore el cumplimiento de los niveles de incertidumbre espectral y básica declarados por éste. La célula fotovoltaica al ser un sensor va envejeciendo con el paso del tiempo, de ahí que deba someterse al control metrológico periódico.