Lumen
Unidad derivada del SI · magnitud: flujo luminoso
01 · Definición
El lumen es el flujo luminoso que emite una fuente de una candela dentro de un ángulo sólido de un estereorradián. La magnitud describe toda la luz que la fuente entrega, sin importar adónde vaya: la esfera completa contiene 4π estereorradianes, así que una lámpara que brilla por igual con una candela emite unos 12,6 lúmenes.
Fueron los lúmenes los que sustituyeron a los vatios en los envases de las lámparas, cuando los LED convirtieron la potencia en una medida vacía de brillo: una bombilla incandescente de sesenta vatios y un LED de ocho dan los mismos ochocientos lúmenes.
Un vatio dice cuánto come el aparato, un lumen cuánta luz entrega. Una lámpara de ochenta vatios de los tiempos soviéticos alumbraba menos que la de diez vatios de hoy: la potencia crecía y la eficacia se quedaba quieta.
Una bombilla incandescente da unos trece lúmenes por vatio, una halógena veinte, una fluorescente sesenta, un LED moderno entre ciento veinte y doscientos. El techo teórico es 683, y sólo para una única longitud de onda.
El techo de la escala es el Sol: 3,6·10²⁸ lúmenes. De ellos llegan al suelo unos cien mil lux al mediodía, y ninguna lámpara discute eso.
02 · Conversión
Introduzca un flujo — la ficha lo desglosará por unidades
La conversión a candelas sólo es posible con la reserva del ángulo sólido, por eso la tabla calcula para emisión uniforme en todas las direcciones. Los vatios de la última fila no son potencia sino el equivalente por eficacia: cuánto consumiría una lámpara de cada tipo para este flujo.
Los lúmenes por sí solos no bastan para elegir una lámpara: dos fuentes con el mismo flujo difieren en temperatura de color y en índice de reproducción cromática. Dos mil setecientos kelvin se leen como cálido, seis mil como luz de día, y los mismos ochocientos lúmenes se sentirán muy distintos en un dormitorio y en un taller.
| Unidad | Nombre | Valor | Dónde se encuentra |
|---|---|---|---|
| lm | lumen, unidad del SI | 800 | lumen, unidad del SI |
| klm | kilolumen | 0,8 | kilolumen |
| Mlm | megalumen | 0 | megalumen |
| mlm | mililumen | 800000 | mililumen |
| cd·sr | candela por estereorradián — exactamente lo mismo | 800 | candela por estereorradián — exactamente lo mismo |
| lm·h | lumen-hora: cantidad de luz, flujo por el tiempo de encendido | 800 | lumen-hora: cantidad de luz, flujo por el tiempo de encendido |
| W(LED) | vatios de un LED: lo que consumiría por este flujo | 5,71 | vatios de un LED: lo que consumiría por este flujo |
| W(inc) | vatios de una bombilla incandescente — costumbre del siglo pasado | 61,5 | vatios de una bombilla incandescente — costumbre del siglo pasado |
| HK | vela de Hefner: el patrón alemán de acetato de amilo | 88,9 | vela de Hefner: el patrón alemán de acetato de amilo |
El factor cuatro pi sólo vale para emisión uniforme en todas las direcciones.
03 · Órdenes de magnitud
del testigo al farocentenares y millares: lámpara de habitación, de mesa, faro de automóvil
04 · Instrumentos de medida
Con qué se mide el flujo luminoso
Una esfera hueca con recubrimiento blanco difuso: la luz de la lámpara colocada dentro se refleja miles de veces, y la iluminancia en la pared se vuelve proporcional al flujo total, sea cual sea la forma del haz. El método principal para lámparas.
El detector recorre despacio la fuente sobre una esfera y anota la intensidad luminosa en cada dirección; el flujo sale por integración. La medida lleva horas, pero da el cuadro completo de cómo se reparte la luz.
Descompone la luz en un espectro y pondera cada longitud de onda por la curva de eficacia luminosa. El único modo de medir el flujo sin error sistemático en fuentes de líneas estrechas: LED y lámparas de descarga.
En la definición misma del lumen se esconde la curva de eficacia luminosa: la sensibilidad promediada del ojo, levantada en los años veinte sobre unas pocas decenas de observadores. Por eso dos lámparas con el mismo número en la caja pueden verse distintas: el flujo es igual, el espectro no.
Una lámpara incandescente especialmente escogida, de corriente estabilizada, cuyo flujo está certificado en un instituto nacional. Con ella se calibran esferas y fotómetros, y ella misma envejece: su certificado tiene fecha de caducidad.
05 · Reglas de escritura
Ambas letras minúsculas, y no confundir con el lux
El símbolo de la unidad son dos letras latinas minúsculas, lm, en redonda. El nombre viene del latín lumen — luz —, por eso no lleva mayúsculas. El símbolo ruso es лм.
El símbolo de la magnitud es una Φ griega cursiva. El lumen describe la fuente, el lux la superficie iluminada: dar a una lámpara un valor en lux es omitir la distancia, y el número deja de significar nada.
En los proyectores se escribe «lúmenes ANSI»: es el mismo lumen, pero medido por un método normalizado con nueve puntos en la pantalla. Las cifras sin la marca ANSI no merecen compararse — el fabricante las mide como le parece.
06 · Unidades vecinas
El lumen está entre la candela y el lux: la candela dice con qué fuerza brilla la fuente en una dirección, el lumen cuánta luz da en total, el lux cuánto de eso llegó a la superficie.
intensidad luminosa en una dirección
todo el flujo de la fuente
lo que llegó a la superficie
De las fichas de Simetrium lindan con el lumen candela y estereorradián de la definición, lux como flujo por superficie, bujía-pie en la práctica angloamericana, y vatio, al que el flujo luminoso queda atado por la curva de eficacia.
07 · Sección histórica
De la vela al número en la caja
El patrón alemán era la lámpara de Hefner, que quemaba acetato de amilo con una mecha de diámetro exactamente fijado. Daba unas nueve décimas de la nueva candela, pero dependía de la humedad y del dióxido de carbono de la sala — y justo por eso se la abandonó.
El Congreso Internacional de Electricistas introdujo el lumen junto con el lux y el fot. El nombre se tomó del latín lumen — luz; la misma raíz servía en óptica, donde lumen designaba la abertura libre de un tubo.
Al lado vivía también una unidad de cantidad de luz: el lumen-hora, flujo multiplicado por el tiempo de encendido. Así se contaba el gasto de las lámparas de gas y de petróleo: no el brillo, sino cuánta luz había dado la lámpara en una velada.
Richard Ulbricht propuso una esfera hueca con recubrimiento difuso en la que la luz se refleja hasta perder toda dirección. La medida del flujo, que antes exigía rodear la fuente punto por punto, se convirtió en una sola lectura.
El etiquetado europeo exigió imprimir el flujo luminoso más grande que la potencia: los vatios dejaron de hablar de brillo en cuanto un LED dio seis veces más luz por vatio que una bombilla.
El número 683, heredado de una vela
La cifra de 683 lúmenes por vatio que figura en la definición de la candela parece arbitraria — y lo es. Se eligió en 1979 para que la nueva candela quedara lo más cerca posible de la antigua, definida por el brillo del platino fundido. En ese número cabe un siglo de mediciones.
Esos 683 son el máximo para luz monocromática de 555 nanómetros, allí donde el ojo es más sensible. Para la luz blanca el techo es más bajo, unos 350 lúmenes por vatio: parte del espectro hace falta para la blancura pero el ojo apenas la ve.
Catálogo · unidades de medida
Una ficha para cada magnitud
Siete unidades básicas del SI, veintidós derivadas con nombre propio y las unidades ajenas al sistema sin las que no se apañan ni la técnica ni la vida diaria. Cada una, una hoja aparte: definición, conversión, instrumentos, reglas de escritura. En 6 idiomas.
Unidades derivadas del SI con nombre propio
la ficha del lumen está abiertaUnidades básicas del SI
en ámbar — la candela de la que está hecho el lumenEl flujo luminoso en otras notaciones
Idioma de la ficha
6 idiomas. El símbolo lm es internacional, la costumbre en temperatura de color no lo es: en el norte de Europa y en América gusta la luz cálida de 2700 K, en Asia la fría de día, y las recomendaciones de las normas difieren en consecuencia.