intensidad

En óptica, la intensidad mide la potencia de la luz u otra radiación que viaja por el espacio o incide en una superficie. El término a menudo se usa libremente para referirse al brillo, pero cubre tres cantidades físicas distintas que los ingenieros y técnicos deben mantener separadas: intensidad radiante, intensidad luminosa e irradiancia. Confundirlas lleva a cálculos erróneos en todo, desde la seguridad láser hasta el brillo de las pantallas y el diseño de iluminación.

La intensidad radiante es la potencia emitida por una fuente en una dirección particular, medida en vatios por estereorradián (W/sr). Una fuente de luz que irradia uniformemente en todas direcciones tiene la misma intensidad radiante en cada dirección; un láser o un foco concentra la potencia en un haz estrecho y, por lo tanto, tiene una intensidad radiante mucho mayor en esa dirección. La intensidad luminosa pondera la intensidad radiante según la sensibilidad del ojo a diferentes longitudes de onda, utilizando la función de eficiencia luminosa; se mide en candelas (cd), que son lúmenes por estereorradián. La irradiancia, por el contrario, es la potencia por unidad de área que llega a una superficie, medida en vatios por metro cuadrado (W/m²) o lux (lúmenes por metro cuadrado). Estas tres están relacionadas, pero miden cosas fundamentalmente diferentes: la intensidad se refiere a lo que hace la fuente; la irradiancia se refiere a lo que recibe el objetivo.

Por qué existe la confusión

La palabra intensidad entró en la óptica cuando la radiometría y la fotometría se desarrollaron por separado. Los radiometristas la adoptaron para la potencia dirigida (intensidad radiante); los fotometristas la usaron para la potencia dirigida ponderada por el ojo (intensidad luminosa). Ingenieros y físicos luego tomaron prestada la intensidad para describir la irradiancia, la densidad de potencia en una superficie, porque las superficies son lo que usualmente medimos e importa. Los organismos de normalización han intentado hacer cumplir las distinciones, pero la industria e incluso los textos académicos usan rutinariamente la intensidad para referirse a la irradiancia en contextos prácticos como paneles solares, sensores de cámara o mediciones de pantallas.

En el trabajo con láser, la intensidad radiante determina la clase de peligro y la distancia de trabajo segura; en fotografía y astronomía, la irradiancia establece la exposición; en el diseño de iluminación, la intensidad luminosa define el brillo aparente de una luminaria. Los sistemas de imágenes térmicas miden la irradiancia infrarroja. El control de calidad de los LED requiere la medición de la intensidad luminosa en candelas en diferentes ángulos. Cuando una especificación simplemente dice intensidad sin una unidad, debe inferir lo que se quiere decir del contexto y de las unidades dadas: W/sr o cd implica una fuente dirigida; W/m² o lux implica una medición de superficie.

La lección práctica es trabajar siempre con unidades y nunca asumir lo que significa intensidad. Un láser de 100 W tiene una alta intensidad radiante en la dirección de su haz, pero produce una irradiancia que depende completamente de la distancia a la que se encuentre y de si el haz está enfocado. Una pantalla con alta intensidad luminosa envía poca potencia a su ojo si está fuera del eje. Comprender con qué intensidad está trabajando previene errores de diseño, descuidos de seguridad y selección de componentes incompatibles.