Os equipamentos fotométricos e os medidores de luz são geralmente calibrados conforme a sensibilidade espectral dos cones, ou seja, na visão fotóptica. Assim, o fluxo luminoso das lâmpadas, os lúmens, são avaliados somente em termos da sua resposta fotóptica. A determinação dos lúmens das lâmpadas é realizada em função da potência espectral da lâmpada e da resposta visual do olho humano (curva V(λ)), ou seja, é a somatória, no espectro visível, das multiplicações das potências da luz em cada comprimento de onda λ pelo valor de V(λ) ou sensibilidade do olho no comprimento de onda equivalente, dado pela formula abaixo:
Lúmen da Lâmpada = K Σ Potência da luz (λ) . V(λ) . Δλ ,
na qual K é uma constante.
Portanto, a eficiência das fontes de luz está baseada sobre o lúmen fotópico. Alteradas as condições de visão, a curva V(λ) não é mais aplicável, e a figura do lúmen da lâmpada não dará uma indicação exacta da soma de luz eficiente produzida.
Lúmens Eficientes - para definir a saída modificada do lúmen de uma lâmpada. Este novo termo leva em
consideração a mudança da sensibilidade visual em níveis mais baixos de luz. Assim, para acharmos os lúmens eficientes de uma fonte de luz qualquer a níveis escotópticos, basta substituirmos os valores de V(λ) pelos valores da sensibilidade escotóptica do olho (curva V'(λ)).
As fontes de luz
Como vimos anteriormente, o valor verdadeiro dos lúmens variam em função do espectro da fonte de luz e a resposta visual do olho. Descrevo, a seguir, como se comportam duas das mais eficientes (lm/W) fontes de luz: a lâmpada de vapor de sódio a alta pressão - "luz amarela" - e a lâmpada de vapores metálicos - "luz branca".
A figura abaixo mostra uma distribuição espectral de uma lâmpada de sódio a alta pressão. A razão para a grande saída de lúmen da lâmpada é facilmente percebida. A máxima saída de energia localiza-se na região amarelada, que tem muita influência sobre o olho. Como o lúmen é definido em função da quantidade de luz que o olho percebe sob condições fotópticas, as lâmpadas de sódio alta pressão têm mais lúmens.
energia está muito próximo da maior sensibilidade fotópica do olho.
Percebe-se também que nos comprimentos de onda menores que a do pico há pouca saída de energia. Então, os lúmens eficientes para condições escopópticas são razoavelmente reduzidos. A lâmpada de sódio produz pouca luz azul e verde e assim sua eficiência sob iluminação com baixos níveis é consideravelmente reduzida.
Para as lâmpadas vapor de sódio de baixa pressão estes efeitos são mais acentuados. Praticamente todas as saídas de energia localizam-se na região amarela, proporcionando uma grande saída de lúmens. Sob visão escotóptica, não há quase energia saindo nos comprimentos de onda de sensibilidade do olho. A eficiência das lâmpadas de sódio de baixa pressão é reduzida drasticamente sob baixos níveis de luminosidade.
A figura abaixo mostra uma distribuição de uma lâmpada vapor metálico. Para esta lâmpada existe uma considerável saída de energia praticamente em todos os comprimentos de onda, com picos nas regiões azul, azul-verde e amarela.
Quando a saída de energia é multiplicada pela curva de sensibilidade fotóptica, temos como resultado uma grande saída de lúmen. Para as condições escotópicas, os picos de energia da lâmpada estão na região de alta sensibilidade do olho, principalmente, as regiões azul e azul-verde.
O resultado é que os lúmens eficientes aumentam para a lâmpada de vapores metálicos a medida que o nível de luz é reduzido e quando o olho passa por um pico de sensibilidade na região do verde e do azul.
Em termos práticos, podemos dizer, sob condições de visão fotópica, que as lâmpadas de vapor metálico são aproximadamente 16% menos eficientes que as lâmpadas de vapor de sódio a alta pressão, ou que a lâmpada de vapores metálicos produz aproximadamente 16% menos lúmen/watt do que a vapor de sódio, ou ainda, que é necessário uma demanda de energia 19% maior de uma lâmpada de vapores metálicos do que uma lâmpada de sódio de alta pressão para produzir o mesmo efeito visual.
Já em termos de visão escotóptica, a lâmpada de vapores metálicos é cerca de 125% mais eficiente que uma lâmpada vapor de sódio a alta pressão produzindo o mesmo efeito visual. A tabela abaixo compara algumas fontes de luz comunsem termos de suas eficiências fotópticas e escotópicas.
Abraços
