La luz en la tecnología de señalización

Los diodos de luz se fabrican a partir de semiconductores especiales. Para influir de forma específica en las propiedades óptico-electrónicas, se incorporan átomos ajenos característicos en sentido cromático al cristal de los semiconductores. Una mitad de los semiconductores (zona n) se "dota" de átomos ajenos que contienen un electrón de enlace más que el átomo del semiconductor. Este electrón sobrante se mueve libremente. La otra mitad (zona p) se equipa con átomos ajenos que poseen un electrón menos que
el átomo del semiconductor.
Tras encender el LED, estos puntos negativos ("orificios") absorben electrones libres (recombinación). Al hacerlo, se libera energía lumínica en forma de fotones. La energía y, al mismo tiempo, el color de la
luz emitida se determina mediante el material del semiconductor; p. ej. GaAsP produce luz roja.

Se lleva a una temperatura alta un filamento de wolframio, emitiendo así energía en un amplio rango de longitud de onda que se percibe en forma de luz (similar a la del sol). Con el tiempo, el wolframio se evapora. Al disminuir la parte de wolframio por debajo de determinado valor, se da por finalizada la vida útil de la bombilla.

Dado que el wolframio se oxida rápidamente en contacto con el aire y eso lo destruye, la bombilla incandescente debe operar en un entorno no oxidante, p. ej. al vacío. Eso nos lleva a las bombillas incandescentes que conocemos, con un armazón de cristal totalmente cerrado.

Las bombillas halógenas son bombillas en las que el filamento de wolframio se opera en un entorno con pequeñas cantidades de halógenos. Como consecuencia, se ralentiza la evaporación del filamento de wolframio debido a reacciones químicas con el halógeno y a lo largo de toda la vida útil la emisión de luz permanece prácticamente estable.

En la tecnología de señalización se emplean muy a menudo bombillas de flash de xenón. Constan de un émbolo de vidrio que se llena con el gas noble denominado xenón. Si se aplica una tensión suficientemente elevada, dentro del émbolo de gas tiene lugar una descarga al formarse un espinterómetro. Dicha descarga va acompañada de un flash muy claro.

En la tecnología de la iluminación y en la de señalización se distingue entre diferentes magnitudes básicas con las que se puede valorar la luz. En ese sentido, desempeñan un papel relevante sobre todo las magnitudes lumen, candela y lux.

• Lumen (unidad lm)

  El flujo luminoso se mide en lumen, una medida para cualquier radiación visible emitida por una fuente de irradiación con la curva de sensibilidad luminosa:

  flujo luminoso φ [en lm] = radiación x grado de sensibilidad luminosa V(λ)

  Para la sensación de luminosidad al ojo humano se toma como base una curva de sensibilidad determinada V(λ) que reproduce la sensación del ojo en relación con la longitud de onda. El máximo de esta curva es de unos 555 nm (verde); con esta longitud de onda es como se ve mejor; V(555 nm) = 1).

• Candela (unidad cd)
  

  Para las tareas de la tecnología de señalización, sin embargo, únicamente debe tenerse en cuenta la parte del flujo luminoso que emite en una dirección determinada. Esta intensidad de la luz se mide en candela. Se determina mediante el flujo luminoso de una bombilla y el ángulo sólido.

  Intensidad de la luz [en cd] = Flujo luminoso φ / Ángulo sólido Ω

  

  Una esfera completa tiene el ángulo sólido Ω = 4 π sr. sr simboliza aquí el estereorradián y es la unidad del ángulo sólido.

  Ejemplo: En el caso de una vela doméstica que genere un flujo luminoso de 12,566 lumen, la intensidad de la luz será de 12,566 lm / 4π sr ≈1 cd.
  Eso explica la denominación: Candela es la palabra latina para "vela".

• Lux (unidad lx)

  Para las instalaciones de iluminación, la intensidad de la iluminación es una magnitud importante. Es una medida de la claridad con la que se ilumina una superficie. A diferencia de la intensidad de la luz (en cd), que es una propiedad de la fuente de luz, hace referencia a la intensidad de la iluminación en la superficie iluminada. Con una distribución uniforme del flujo luminoso será:

  Intensidad de la iluminación E [en Lux] = flujo luminoso φ / superficie A