Introducción

En la ejecución de proyectos de alumbrado público municipal y de instalaciones industriales de alta potencia, los diseñadores han recurrido tradicionalmente a parámetros aislados —como la potencia de la luminaria, el ángulo de haz​ (¿Qué es el ángulo de haz?) y la iluminancia central— para planificar los esquemas de iluminación. Este enfoque suele provocar problemas como manchas claroscuras en la calzada, variaciones excesivas de iluminancia en las superficies de trabajo del taller e incluso un consumo energético global que supera la normativa. En ocasiones también genera niveles poco razonables en ciertas zonas, con una uniformidad deficiente; en casos graves, puede producir deslumbramiento localizado.

Como representación visual que ilustra con claridad la distribución de la iluminancia sobre un plano completo, el diagrama isolux​ —también referido en la literatura técnica como diagrama de curvas de igual iluminancia— permite identificar de forma intuitiva las zonas de alta iluminancia, las zonas de baja iluminancia, los puntos ciegos y las áreas de solape excesivo o brillo. Es una referencia técnica fundamental que conecta el rendimiento óptico del producto, el diseño lumínico, la instalación y puesta en marcha, las reformas de eficiencia energética y la recepción de la obra. Este artículo se centra en dos grandes familias de productos de alta potencia —alumbrado viario y alumbrado industrial— y explica paso a paso la definición del diagrama isolux, cómo generarlo y cómo aplicarlo durante la fase de diseño para ambos tipos de luminarias. Entremos de lleno en la materia.

¿Qué es el diagrama isolux?

El diagrama isolux es un concepto clave en fotometría que describe la densidad de flujo luminoso sobre una superficie iluminada. La iluminancia es el flujo luminoso recibido por unidad de área, medida habitualmente en lux (lx) o foot-candles (fc). En líneas generales, la iluminancia es mayor cuanto más cerca se encuentra la superficie de la fuente o cuanto más perpendicular es el ángulo de incidencia; y menor en caso contrario. Unir puntos con el mismo valor de iluminancia da lugar a las líneas isolux, y varias de estas líneas conforman el diagrama isolux. Se corresponde con el diagrama isocandela: el primero representa iluminancia y el segundo intensidad luminosa. Las curvas isolux ilustran gráficamente el patrón de distribución de la iluminancia, ayudando al diseñador a evaluar la distribución de luces y sombras en el área iluminada. Para entenderlo mejor, podemos comparar el diagrama isolux con las curvas de nivel de un mapa topográfico: en un mapa, las curvas de nivel unen puntos de igual altitud y dibujan el relieve; en iluminación (soluciones de diseño lumínico ZGSM), las líneas isolux unen puntos de igual iluminancia y dibujan los «picos» y «valles» de la iluminación. La iluminancia en la zona entre dos líneas se sitúa entre ambos valores. Por lo general, el centro de la curva cerrada representa la zona de mayor iluminación (como justo debajo de una farola o de un proyector high bay), mientras que la expansión hacia el exterior indica un descenso gradual de la iluminancia.

Diferencias en los diagrama isolux de farolas y proyectores high bay

Debido a las diferencias entre el alumbrado viario y el industrial, los diagrama isolux de farolas y de high bays presentan características distintas. Las farolas emplean una distribución asimétrica de tipo batwing (¿Qué es la distribución asimétrica?), y sus diagramas isolux adoptan forma de elipse o rectángulo estrecho y alargado, proyectando la luz a lo largo del sentido de la circulación. Cuando los contornos de farolas adyacentes se solapan, la iluminancia en la zona de solape aumenta notablemente; por ello, las farolas logran una transición suave incluso con distancias de montaje amplias. Los proyectores high bay, en cambio, parten de una distribución simétrica: sus diagramas suelen formar círculos concéntricos; si el haz es estrecho, las líneas isolux están más comprimidas y concentradas; si es amplio, las líneas se dispersan más. Eso sí, no es una regla fija: algunos modelos industriales presentan distribución rectangular, dando lugar a diagramas isolux rectangulares ideales para distribuciones lineales largas (líneas de montaje) o pasillos estrechos de almacén. En el fondo, estas diferencias responden al diseño del sistema óptico de la luminaria.

¿Dónde encontrar el diagrama isolux?

Diagrama isolux en informes IES o informes de ensayos fotométricos.

Tanto el archivo IES de la luminaria como los informes fotométricos incluyen el diagrama isolux; ambos los facilita el fabricante y constituyen la referencia básica de los parámetros ópticos del producto. Los archivos IES y LDT se obtienen midiendo la luminaria real con un goniofotómetro (más sobre ensayos fotométricos) y son la fuente de datos primaria para elaborar el informe fotométrico. El informe en PDF incorpora el diagrama isolux (también llamado isolux plot), lo que lo hace muy cómodo de consultar en fase de selección. Aunque los informes PDF son fáciles de leer, los archivos IES/LDT deben importarse en software de simulación para generar la imagen de falso color (equivalente a los isolux plots). Por supuesto, si dispone de software profesional capaz de abrir IES, también podrá ver el diagrama directamente. Los archivos IES/LDT se usan sobre todo para comparativas de selección y cálculos preliminares en fases tempranas de obra nueva. Tras procesarlos en simulación, los resultados son más fiables. Los fabricantes pueden entregar estos archivos; sin embargo, los informes LM-79 emitidos por laboratorios acreditados de terceros —tras un ensayo fotométrico tridimensional completo de farolas y luminarias industriales terminadas— ofrecen mayor solvencia. Incluyendo los isoilluminance plots, el informe LM-79 especifica también parámetros colorimétricos clave como el IRC (¿Qué es el IRC?), la temperatura de color correlacionada (CCT) y la tolerancia de color.

Diagrama isolux en software profesional de simulación de iluminación

Todos estamos familiarizados con el software de simulación de iluminación estándar de la industria, como Dialux, Dialux evo, AGi32 (AGi32 y su aplicación) y Relux. A través de estas herramientas es posible obtener datos clave —como la intensidad luminosa, la iluminancia y la uniformidad—, así como generar diagrama isolux y mapas de falso color. Al ser herramientas fundamentales en la fase de diseño de iluminación, permiten crear diagrama isolux personalizados. Por ejemplo, en proyectos de alumbrado vial, tras importar los archivos fotométricos IES de las luminarias, ubicarlas y configurar los parámetros reales del emplazamiento (como la altura de instalación, el ángulo de elevación del haz, la reflectancia de la superficie y el factor de mantenimiento), el software calcula la superposición de la iluminación —ya sea de luminarias individuales o de conjuntos de ellas— y genera los correspondientes diagrama isolux o mapas de falso color. Mientras que los archivos IES aislados o los informes de ensayos fotométricos simulan únicamente el patrón lumínico independiente (es decir, los diagrama isolux) de una sola luminaria, el software de simulación permite realizar cálculos de iluminancia global para toda una vía o una nave industrial una vez definido el diseño de la instalación. Asimismo, la simulación de iluminación es el método más empleado durante las fases de diseño y construcción, ya que refleja con mayor precisión las condiciones lumínicas generales.

Aplicación del diagrama isolux en el alumbrado público e industrial.

En aplicaciones de iluminación interior (como almacenes y fábricas), podemos utilizar diagrama isolux para predecir con precisión los efectos de la iluminación. Estos mapas también sirven de guía para la disposición de las luminarias, garantizando así que la iluminancia y la uniformidad en las superficies de trabajo cumplan con los requisitos. Analicemos paso a paso cómo utilizamos los diagrama isolux para seleccionar y distribuir las luminarias, así como los efectos lumínicos que se consiguen. Al planificar la iluminación de una fábrica o taller, si se establece un valor mínimo estándar de iluminancia de 150 lux, la línea isolux de 75 lux en el diagrama resulta crucial para determinar la separación entre luminarias. Esto se debe a que la luz de dos luminarias adyacentes puede combinarse sobre la superficie de evaluación, permitiendo que el suelo alcance una iluminancia total de 150 lux. Como se muestra en la figura siguiente, la línea isolux de 75 lux corresponde a una separación de 8 metros a una altura de instalación de 10 metros de las luminarias industriales ZGSM HB11 (Más información sobre las luminarias industriales de la serie HB11). Por tanto, recomendamos una separación de instalación de 16 metros (8 × 2) a una altura de 10 metros. Naturalmente, si varía la altura de instalación, las líneas isolux también se desplazarán, afectando así a la separación entre luminarias. Para verificar los cálculos anteriores, realizamos una simulación utilizando un software de iluminación. En un espacio de 60 × 60 metros, configuramos 16 luminarias separadas entre sí por 8 metros e instaladas a una altura de 10 metros. Los resultados de la simulación mostraron que la iluminancia en la mayoría de los puntos de cálculo alcanzaba los 150 lux (con una media de 170 lux). Sin embargo, los niveles de iluminancia eran inferiores en las cuatro direcciones más alejadas de las luminarias (alrededor de 120 lux), debido en parte a la forma circular de las líneas isolux. Asimismo, influyeron las características de emisividad del suelo, el techo y las paredes. En conclusión, ZGSM considera que los diagrama isolux son útiles para estimar la separación de instalación; no obstante, el software de simulación de iluminación sigue siendo la herramienta preferida por los diseñadores de iluminación profesionales para confirmar las configuraciones lumínicas. También recomendamos realizar pruebas de iluminación in situ para lograr los mejores resultados en la disposición de la iluminación.

Los cálculos relacionados con la iluminación vial son relativamente complejos. Como se muestra en la figura siguiente, basándonos en el archivo IES y en el informe de pruebas fotométricas de una sola luminaria, sabemos que la iluminancia cerca del centro es de aproximadamente 13 lux. En la simulación de iluminación, cuando la luminaria se instala a una altura de 10 metros, no se requieren factores de corrección. La simulación indica que la iluminancia media calculada cerca del punto central es de 13 lux al instalar una única luminaria. En una vía, las luminarias adyacentes afectan a la misma zona, aunque aquellas más cercanas al área iluminada tienen un mayor impacto que las más alejadas. Al superponer la luz de dos luminarias adyacentes, la iluminancia central bajo las luminarias alcanzó los 15 lux. Del mismo modo, en el espacio situado entre las dos farolas, la iluminación principal proviene de ambas luminarias adyacentes. A partir del diagrama isolux, observamos que a una distancia equivalente a cuatro veces la altura de instalación, la iluminancia es de aproximadamente 3,3 lux. Tras superponer los efectos lumínicos de ambas luces, la iluminancia resultante es de unos 7 lux, cifra que coincide esencialmente con los 7,3 lux indicados en el informe de simulación. Al realizar cálculos para diferentes puntos, además de calcular la iluminancia (para la iluminación de caminos, aceras y estacionamientos), también es necesario calcular la luminancia (especialmente para el alumbrado público), el deslumbramiento (¿Qué es el deslumbramiento?) y la SR. Este método resulta claramente poco práctico; por ello, la simulación de iluminación se presenta como la solución preferible. Nos permite superponer los diagrama isolux de dos o incluso más luces para calcular la iluminancia en puntos específicos, derivando así parámetros como la luminancia, la uniformidad (¿Qué es la uniformidad de la luz?) y el índice de refracción (Rei), parámetros que son difíciles de estimar utilizando únicamente diagrama isolux. Cabe señalar que el método de diagrama isolux solo sirve para realizar estimaciones preliminares previas a la simulación; el efecto lumínico real requiere ajustes y optimizaciones continuos dentro del software de simulación de iluminación.

Soluciones de iluminación ZGSM

Resumen

Este artículo ofrece una introducción sistemática a los conceptos básicos de los diagrama isolux y su aplicación en proyectos de iluminación. En primer lugar, se define el diagrama isolux —un gráfico óptico que representa la distribución de la iluminancia en un plano mediante líneas de nivel— y se destacan las diferencias típicas entre los diagramas para alumbrado público (alumbrado público ZGSM) y los de iluminación industrial: los primeros presentan una distribución estrecha y alargada para seguir el trazado de la vía, mientras que los segundos muestran una distribución circular o simétrica de gran angular para satisfacer la necesidad de una iluminación uniforme en áreas extensas. A continuación, se identifican dos métodos principales para obtener diagrama isolux: extraerlos directamente de informes de ensayos fotométricos (como los de la IES) o generarlos a partir de informes del software de simulación de iluminación Dialux. El primer método proporciona datos reales de distribución lumínica, mientras que el segundo sirve principalmente para validar y optimizar dichos datos. En cuanto a su aplicación, el artículo analiza el valor técnico de los diagrama isolux tanto en iluminación industrial como en alumbrado público: en fábricas, se utilizan para determinar las alturas de montaje y la separación entre luminarias a fin de evitar zonas oscuras; en el alumbrado público, se emplean de manera similar para evaluar la separación de la instalación (¿Cuál es la distancia entre postes y cómo se determina la distancia entre luminarias de alumbrado público?) y los niveles de iluminancia tras la instalación, así como para optimizar la disposición de los postes de luz. Para el análisis de luminancia, uniformidad y deslumbramiento, se recomienda recurrir a simulaciones de iluminación. Esperamos que esta información le ayude a alcanzar de manera más eficiente objetivos de diseño tales como el cumplimiento de las normas de iluminancia, el ahorro de energía y la reducción de costes. Para más información, póngase en contacto con ZGSM.

Preguntas Frecuentes

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