La conversión de candela a lúmenes es fundamental para ingenieros, diseñadores de iluminación y técnicos eléctricos. Permite cuantificar la luz emitida por una fuente en función de su intensidad y ángulo de emisión.

Este artículo explica cómo convertir candelas a lúmenes, presenta tablas, fórmulas, ejemplos prácticos y una calculadora IA interactiva.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) Conversión de candela a lúmenes

• ¿Cuántos lúmenes son 100 candelas en un ángulo de 60 grados?
• Convierte 250 candelas a lúmenes para un ángulo sólido de 1.5 estereorradianes.
• Si tengo 50 candelas en 120 grados, ¿cuántos lúmenes obtengo?
• ¿Cuántos lúmenes corresponden a 500 candelas en un haz de 30 grados?

Tabla de conversión de candela a lúmenes: valores comunes

La relación entre candela (cd) y lúmenes (lm) depende del ángulo sólido (en estereorradianes) sobre el que se distribuye la luz. A continuación, se presenta una tabla responsiva con valores comunes para facilitar la consulta y comparación.

Esta tabla permite visualizar rápidamente la conversión de candela a lúmenes para los ángulos de haz más utilizados en luminotecnia y diseño de iluminación.

Fórmulas para la conversión de candela a lúmenes

La relación entre candela y lúmenes se basa en la definición física de ambas unidades. La candela (cd) mide la intensidad luminosa en una dirección específica, mientras que el lumen (lm) mide el flujo luminoso total emitido en todas las direcciones dentro de un ángulo sólido.

• Candela (cd): Intensidad luminosa en una dirección.
• Lumen (lm): Flujo luminoso total emitido por una fuente.
• Ángulo sólido (Ω, en estereorradianes): Área angular sobre la que se distribuye la luz.

La fórmula general para convertir candela a lúmenes es:

• Lúmenes (lm): Resultado de la conversión.
• Candelas (cd): Intensidad luminosa de la fuente.
• Ángulo sólido (sr): Estereorradianes sobre los que se distribuye la luz.

Para fuentes con un haz cónico, el ángulo sólido se calcula a partir del ángulo de apertura (θ) del haz:

• θ: Ángulo de apertura del haz en radianes (para grados, convertir: rad = grados × π / 180).

Por lo tanto, la fórmula completa para convertir candela a lúmenes considerando el ángulo de apertura es:

• Para un haz de 360° (esfera completa): Ángulo sólido = 4π sr ≈ 12.566 sr.
• Para un haz de 180° (hemisferio): Ángulo sólido = 2π sr ≈ 6.283 sr.
• Para ángulos menores, calcular con la fórmula anterior.

Valores comunes de ángulo sólido para ángulos de haz típicos:

• 10°: 0.024 sr
• 30°: 0.214 sr
• 60°: 0.548 sr
• 90°: 0.841 sr
• 120°: 1.225 sr
• 180°: 2.000 sr
• 360°: 12.566 sr

Para más información sobre unidades fotométricas, consulta la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM).

Ejemplos del mundo real: Conversión de candela a lúmenes

La conversión de candela a lúmenes es esencial en aplicaciones como el diseño de luminarias, selección de focos y cumplimiento de normativas de iluminación. A continuación, se presentan dos casos prácticos con su desarrollo y solución detallada.

Ejemplo 1: Foco LED para iluminación de acento

• Situación: Un diseñador de interiores necesita seleccionar un foco LED para resaltar una obra de arte. El fabricante indica que el foco tiene una intensidad de 200 candelas y un ángulo de haz de 30°.
• Pregunta: ¿Cuántos lúmenes proporciona el foco?

Solución:

• Intensidad luminosa (I): 200 cd
• Ángulo de haz (θ): 30°

Convertimos el ángulo a radianes:

• θ / 2 = 15° = 0.2618 rad

Calculamos el ángulo sólido:

• Ω = 2π × (1 – cos(0.2618))
• cos(0.2618) ≈ 0.9659
• Ω = 2π × (1 – 0.9659) = 2π × 0.0341 ≈ 0.214 sr

Calculamos los lúmenes:

• Lúmenes = 200 cd × 0.214 sr = 42.8 lm

Respuesta: El foco LED proporciona aproximadamente 43 lúmenes en ese ángulo de haz.

Ejemplo 2: Luminaria de alumbrado público

• Situación: Una luminaria vial tiene una intensidad de 1500 candelas y distribuye la luz en un ángulo de 120°.
• Pregunta: ¿Cuál es el flujo luminoso total en lúmenes?

Solución:

• Intensidad luminosa (I): 1500 cd
• Ángulo de haz (θ): 120°

Convertimos el ángulo a radianes:

• θ / 2 = 60° = 1.0472 rad

Calculamos el ángulo sólido:

• Ω = 2π × (1 – cos(1.0472))
• cos(1.0472) ≈ 0.5
• Ω = 2π × (1 – 0.5) = 2π × 0.5 = π ≈ 3.142 sr

Calculamos los lúmenes:

• Lúmenes = 1500 cd × 3.142 sr = 4713 lm

Respuesta: La luminaria proporciona aproximadamente 4713 lúmenes en ese ángulo de haz.

Estos ejemplos ilustran la importancia de considerar tanto la intensidad luminosa como el ángulo de emisión para obtener el flujo luminoso real de una fuente de luz.

Consideraciones adicionales y normativas

• La conversión de candela a lúmenes es válida solo si la intensidad es uniforme en todo el ángulo sólido.
• En fuentes de luz no homogéneas, se requiere integración sobre el ángulo sólido real.
• Normas internacionales como la IEC y la CIE establecen procedimientos para medición y reporte de flujo luminoso.
• El uso de instrumentos calibrados y métodos de laboratorio es esencial para mediciones precisas.

Para aplicaciones profesionales, se recomienda consultar la normativa vigente y utilizar equipos certificados para garantizar la exactitud de los resultados.

Resumen de puntos clave

• La candela mide la intensidad luminosa en una dirección; el lumen mide el flujo total emitido.
• La conversión requiere conocer el ángulo sólido sobre el que se distribuye la luz.
• La fórmula principal es: Lúmenes = Candelas × Ángulo sólido (en sr).
• El ángulo sólido se calcula a partir del ángulo de apertura del haz.
• Tablas y calculadoras facilitan la conversión en aplicaciones reales.

La correcta conversión de candela a lúmenes es esencial para el diseño eficiente y normativo de sistemas de iluminación en cualquier entorno.