Curva fotométrica LED: cómo interpretar el informe

2026-10-20 · Guías técnicas

La curva fotométrica LED es el documento que mejor explica cómo se va a comportar un módulo antes de montarlo, y también el que más se queda sin leer en el taller. Detrás de esas líneas de colores está la respuesta a cuánto puedes separar los módulos LED de 12V con lente gran angular de 175° para cajas de luz y rótulos sin que aparezcan puntos calientes ni sombras en el frontal. En esta guía leemos, paso a paso, el informe real de laboratorio que ves arriba: la flecha roja señala el ángulo de haz medio.

Módulo analizado en este informe

Módulo LED alta intensidad 140 lm/W – 4 diodos – 175° – 1,8 W – 12 V DC – IP67

252 lúmenes por módulo y lente batwing de 175° para separar más los módulos en rótulos y cajas de luz de poca y media profundidad, sin puntos calientes en el frontal.

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Una curva fotométrica, o diagrama de distribución de intensidad luminosa, muestra cuántas candelas emite una fuente de luz en cada dirección. Se obtiene en laboratorio con un goniofotómetro y se presenta en un diagrama polar acompañado de datos como el ángulo de haz al 50 % y, a menudo, un diagrama isolux. Saber leerla permite elegir la separación entre módulos LED, prever la uniformidad sobre el difusor y comparar ópticas de distintos fabricantes con datos medidos en lugar de afirmaciones comerciales.

1. ¿Cómo se obtiene una curva fotométrica en el laboratorio?

Todo empieza en una sala oscura de paredes negras mate, donde la única luz presente es la del módulo que se va a ensayar. El módulo se fija en el brazo de un goniofotómetro, un equipo motorizado que lo hace girar sobre dos ejes con precisión de décimas de grado mientras un fotómetro calibrado, situado a una distancia fija, mide la intensidad luminosa en cada posición. En los equipos de tipo C, los más habituales para luminarias y módulos LED, el recorrido se organiza en planos verticales (C0, C30, C60, C90…) y, dentro de cada plano, en ángulos gamma desde 0° (justo enfrente del módulo) hasta 180° (justo detrás). Antes de medir, el módulo se alimenta con una fuente estabilizada a su tensión nominal, en este caso 12 V DC, y se deja encendido hasta que su temperatura y su flujo se estabilizan, porque un LED recién encendido emite más luz que uno que lleva media hora trabajando. La distancia de medida se elige varias veces mayor que el tamaño de la fuente para que se cumpla la ley del inverso del cuadrado de la distancia, y el software del equipo convierte las lecturas en candelas, calcula el ángulo de haz y exporta los resultados en formatos estándar como IES o EULUMDAT (LDT), que luego se cargan en programas de cálculo como DIALux o Relux. Los métodos de ensayo y de presentación de datos están descritos en normas como IES LM-79 (ensayo de productos de iluminación LED), CIE 121 (fotometría y goniofotometría de luminarias) y EN 13032-1 (medición y presentación de datos fotométricos), y los laboratorios de referencia trabajan con acreditación ISO/IEC 17025, que verifica la competencia técnica y la trazabilidad de sus calibraciones. Por eso, al comparar informes de distintos proveedores, conviene preguntar siempre qué laboratorio hizo el ensayo, con qué equipo y bajo qué norma.

2. ¿Qué representa el diagrama polar de distribución de intensidad luminosa?

El gráfico de la izquierda, titulado Luminous Intensity Distribution Diagram, es la curva fotométrica propiamente dicha. Se lee como un reloj visto de perfil con el módulo en el centro:

• Ángulos (0° a ±180°): 0°, abajo, es la dirección frontal del módulo; ±90° es el plano horizontal, a ras de la base; y ±180°, arriba, es la parte trasera. La curva solo ocupa la mitad inferior porque el módulo no emite luz hacia atrás.
• Círculos concéntricos (0, 16, 32, 48, 64 y 80): son la escala de intensidad en candelas, indicada como UNIT: cd. Cuanto más lejos del centro llega la curva en un ángulo, más luz se emite en esa dirección.
• Cuatro curvas de colores: cada una corresponde a un plano de medida (C0/180, C30/210, C60/240 y C90/270), como veremos en el apartado 3.

¿Por qué la curva tiene forma de ala de murciélago (batwing)?

Una lente convencional concentra el máximo de luz justo enfrente (0°). Aquí ocurre lo contrario: en el eje central la curva apenas alcanza el primer círculo, unas 16 cd, y se abre hacia los laterales hasta formar dos lóbulos cuyos picos, situados entre 65° y 70°, se acercan al círculo exterior: una lectura aproximada del gráfico da 70–78 cd, entre cuatro y cinco veces más que en el eje. Esa silueta se conoce como distribución batwing o en ala de murciélago.

La razón es geométrica. La luz que sale en ángulo recorre más distancia hasta el difusor y llega inclinada, así que ilumina menos por unidad de superficie. Al reforzar la emisión lateral, la lente compensa esas pérdidas: la zona situada justo delante del módulo no se sobreilumina y el espacio entre dos módulos vecinos recibe más luz. El resultado es un frontal sin puntos calientes con menos módulos por metro cuadrado.

¿Qué significa «Average Beam Angle (50 %): 175,3°»?

Es el dato que señala la flecha roja. El ángulo de haz al 50 % (criterio FWHM, full width at half maximum) es la apertura total entre las dos direcciones en las que la intensidad cae a la mitad del valor máximo. Con picos de unas 75 cd, el límite está alrededor de 37 cd, y la curva no baja de ese valor hasta casi rozar el plano horizontal. Por eso la apertura media alcanza 175,3°: el módulo reparte luz útil prácticamente en toda la semiesfera frontal.

Un matiz importante: en una lente batwing el ángulo de haz no describe la uniformidad por sí solo. Dos módulos pueden declarar 175° y repartir la luz de forma muy distinta. Por eso conviene mirar siempre la forma de la curva fotométrica, no solo la cifra del catálogo.

3. ¿Qué son los planos C0, C30, C60 y C90 de una curva fotométrica?

El goniofotómetro mide la distribución en varios cortes verticales girados alrededor del eje del módulo. La leyenda del diagrama indica, para cada plano, su ángulo de haz al 50 %:

La media de los cuatro valores, (172,7 + 178,5 + 178,4 + 171,6) / 4, da exactamente los 175,3° que aparecen bajo el gráfico. La diferencia entre el plano más abierto y el más cerrado es de solo 6,9°, y las cuatro curvas se superponen casi por completo: la emisión es prácticamente simétrica alrededor del eje. En la práctica, el módulo se comporta igual lo gires como lo gires dentro de la caja, lo que simplifica el montaje en zigzag.

4. ¿Cómo se lee el diagrama isolux del plano C0?

El gráfico de la derecha, C0 Plane Isolux Diagram, traduce la intensidad de la curva fotométrica en iluminancia (lux) sobre una superficie. Sus ejes son:

• MH (m), eje vertical: altura de montaje (mounting height), de 10 a 50 metros.
• S (m), eje horizontal: distancia lateral desde la vertical del módulo, de 0 a 34 metros.
• Curvas de colores: líneas de igual iluminancia, de 0,0910 lx (roja) a 0,0046 lx (naranja).

Esas cifras tan pequeñas no indican un fallo: el software del laboratorio aplica por defecto una escala pensada para farolas y proyectores, y a 10–50 metros un módulo de 1,8 W apenas produce fracciones de lux. Lo que sí aporta el isolux es la forma de las curvas: suben hacia la derecha, lo que confirma que la iluminancia se mantiene a mucha distancia lateral del eje, coherente con la emisión batwing de la curva fotométrica polar.

¿Cómo pasar de candelas a lux a escala de caja de luz?

La relación es la ley del inverso del cuadrado con corrección por ángulo: E = I(θ) · cos³θ / h², donde E es la iluminancia en lux, I(θ) la intensidad en candelas en esa dirección y h la distancia perpendicular al difusor en metros. Con las 16 cd del eje y un frontal a 80 mm, un solo módulo aporta 16 / 0,08² ≈ 2.500 lx justo delante. Al sumar la luz que llega inclinada desde los módulos vecinos, el resultado encaja con el orden de magnitud de los 3.000–4.200 lx que da el fabricante para esa profundidad en la tabla siguiente. Es una estimación teórica: el difusor, el color interior de la caja y las reflexiones cambian el valor final.

5. ¿Qué significa esta curva fotométrica al instalar el módulo en una caja de luz?

Una apertura de 175° con distribución batwing permite que la separación entre módulos (Dm) supere la profundidad de la caja (P). La tabla de instalación del fabricante para el módulo de este informe lo muestra con claridad:

En cajas poco profundas la separación llega a 2,25 veces la profundidad (90 mm a 40 mm de fondo), y se mantiene por encima de 1,5 veces incluso a 120 mm. Esa es la traducción práctica de la curva fotométrica: menos módulos por metro cuadrado, menos consumo y menos conexiones para el mismo frontal uniforme. Para tu medida concreta, ¿cuántos módulos necesita tu caja de luz? La calculadora de módulos LED por profundidad y dimensiones lo resuelve en segundos a partir del ancho, el alto y la profundidad de tu rótulo, con el consumo total y la fuente recomendada. Una vez decidida la cantidad de módulos, revisa cómo conectar módulos LED en serie con un máximo de 20 por línea para que todos brillen igual.