¿Por qué podría uno necesitar un faro de 2000 lúmenes?

Otras respuestas han abordado el "por qué", pero hablemos sobre "lo que es real" con respecto a los lúmenes.

Antes de entrar en el cálculo de la salida real de esta luz (que definitivamente no se acerca a los 2000 lúmenes), debemos entender qué son los lúmenes. Los lúmenes son la unidad SI para el flujo luminoso, que es esencialmente la cantidad total de luz en el espectro visible emitida por una fuente en todas las direcciones. Los lúmenes no dependen de la distancia desde la fuente de luz, porque debe medirse en todas las direcciones. Una unidad relacionada, lux, mide la luz en un punto y depende de la distancia. 1 lux = 1 lm/m ². Si tuviera que medir los lux en cada punto de una esfera imaginaria alrededor de una fuente de luz, sumarlos y multiplicarlos por el área de superficie de esa esfera, obtendría la salida total de lúmenes del dispositivo. No importa cuál sea el diámetro de la esfera, obtendrás la misma cantidad de lúmenes. A medida que aumenta el diámetro, el lux medido en cada punto disminuye, pero el área de la superficie y el número de puntos que debe medir aumentan.

Resulta que así es casi exactamente como se miden los lúmenes en la vida real, con un instrumento científico llamado esfera integradora . Una esfera integradora utiliza un recubrimiento altamente difuso para dispersar uniformemente la luz dentro de una esfera. Toda la luz que ingresa a través del puerto de muestra rebota tantas veces que el brillo es casi uniforme en cualquier punto de la superficie de la esfera. Un fotodetector, típicamente un radiómetro, mide la intensidad de la luz recibida en el puerto de salida en todas las longitudes de onda visibles, luego suma las intensidades para determinar el flujo luminoso total. A continuación se muestra una foto de la esfera integradora que utilicé para realizar pruebas de luces de bicicleta:

El estándar ANSI FL1 especifica los procedimientos de medición y los criterios de informe para medir la salida (lúmenes), la distancia del haz (calculada a partir de lux), la duración de la batería y otras propiedades de las linternas, los faros, las luces de las bicicletas y otros equipos de iluminación personal. Esto proporciona una forma repetible, verificable y confiable para que los fabricantes de iluminación informen las especificaciones del dispositivo. La mayoría de los fabricantes de iluminación personal de buena reputación siguen este estándar, pero los fabricantes genéricos aleatorios, como los que venden la luz mencionada en la pregunta, no lo hacen. Estos vendedores genéricos tienden a exagerar drásticamente e incluso a mentir abiertamente sobre las especificaciones, alegando valores de lumen increíblemente altos sin datos que los respalden.

Entonces, ahora probemos por qué esta luz no emite 2000 lúmenes.

Parece que esta luz usa dos baterías 18650. La Panasonic NCR18650 ^PDF es una de las celdas de batería de litio 18650 más comunes, y es la celda que se usa dentro de muchas baterías reempaquetadas vendidas por compañías de linternas y dentro de muchos dispositivos con baterías integradas. Su capacidad nominal es de 2700 mAh y el voltaje nominal es de 3,6 V. Para dos baterías, eso da 9,7 vatios-hora .

Veamos el emisor Cree XM-L T6 , el LED especificado para el producto que mencionaste. ^{El PDF de la} hoja de datos de Cree brinda datos de flujo luminoso (lúmenes) para un consumo de corriente de hasta 2000 mA. La corriente directa máxima para este LED es de 3000 mA. A 3000 mA, la polarización directa es de 3,35 V, por lo que la luz consumiría solo unos 10 W. Con las baterías mencionadas anteriormente, la luz duraría poco menos de 1 hora, si ignoramos la energía consumida por la electrónica de control y cualquier pérdida de eficiencia.

¿Cuánta luz emite el LED a 3000 mA? Tracé el flujo luminoso frente al consumo de corriente de la luz y ajusté una función lineal a los datos:

A una corriente de 3000 mA, la corriente máxima para este emisor, el flujo luminoso extrapolado es de 1000 lúmenes. Para lograr 2000 lúmenes, el LED requeriría más de 6000 mA, más del doble del máximo para este emisor. Tenga en cuenta que los valores de lúmenes aquí son estimaciones calculadas en función de las especificaciones del emisor. No tienen en cuenta las pérdidas debidas al diseño del reflector y al material de la lente. Los LED también disminuyen su rendimiento cuando se calientan, y la mayoría de las luces baratas tienen una mala gestión de la temperatura.

Ejecuto un sitio de prueba y revisión de luces para bicicletas llamado The Bike Light Database , y he probado faros genéricos similares como este. Medí una luz casi idéntica con un emisor Cree XM-L T6 y la salida real fue de 600 lúmenes, la mitad de los 1200 lúmenes declarados y menos de un tercio de los 2000 declarados de este faro.

Entonces, para responder a su pregunta de manera un tanto larga, ¿por qué un faro de 2000 lúmenes? Bueno, simplemente no es un faro de 2000 lúmenes.

Los lúmenes se utilizan para comparar la cantidad total de salida de luz de un emisor de luz. Sin embargo, los lúmenes no son el fin, todo. De hecho, los lúmenes solo le dirán una parte de la imagen porque cuando se trata de producir un gran patrón de haz, no le brinda suficiente información para decirle cómo se usa la salida de luz.

Los lúmenes son a la luz lo que los litros son a un líquido, miden la cantidad de luz en un haz. Imagínese si tuviera 2 litros de pintura (2000 ml) que son suficientes para pintar una pared de tamaño decente, pero la forma en que aplica esa pintura a la pared hace una gran diferencia. Podría simplemente tirarlo contra la pared y hacer una salpicadura fea, o podría usar algunas herramientas para hacer que una cantidad más pequeña de pintura dure mucho más y haga un trabajo mucho mejor al aplicarla a la pared. La conclusión es que, cuando se trata de marketing, números más grandes significan más ventas, por lo que algunas empresas aumentarán los números que hacen una venta, pero escatiman en las cualidades que hacen un buen patrón de haz. En definitiva, podrías comprar una linterna frontal con menos lúmenes que te dé mucha mejor luz.

Para responder a su pregunta, los faros de alta potencia son para actividades de alta velocidad como esquiar o andar en bicicleta de montaña en la oscuridad. Petzl vende otra linterna frontal de 760 lm que es específica para esquiar y andar en bicicleta y puede proyectar un haz de luz de hasta 170 m.

Otra razón por la que podría obtener un faro más potente es si es como yo y le gusta llevar una GoPro a todas partes y filmar sus actividades. Las cámaras necesitan mucha luz para filmar en la oscuridad. Una de las razones por las que compré una linterna frontal de espeleología grande y costosa, la Petzl Ultra Vario, es para poder filmar viajes a cuevas como este en el que llevé a una compañía de exploradores aventureros el verano pasado: Gargantua, Cave Spelunking (YouTube) .

En primer lugar, dudo que obtenga un producto de calidad por menos de 20 dólares que diga que será de 2000 Lm. Existe la preocupación de que no será tan brillante como dice (lea la publicidad: "La salida brillante puede llegar a un máximo de 1800-2000 lúmenes"), la duración de la batería será muy pobre, el artículo no es muy robusto o todo tres puntos son válidos. Especialmente la robustez es una característica que personalmente no me gusta perder en el equipo de alpinismo, particularmente en artículos de emergencia. Si se trata de un caso de emergencia, debe confiar en su equipo y no quiere pensar en la confiabilidad.

No obstante, si solo quiere saber dónde necesita faros delanteros brillantes: este suele ser el caso si va a moverse rápido . Por lo tanto, no necesitará tanta intensidad de luz para practicar senderismo/montañismo, para ser honesto, podrá moverse con seguridad con menos luz. Pero si, por ejemplo, vas a hacer trailrun , esquí de travesía o ciclismo de montaña en terrenos difíciles por la noche , estos potentes faros son muy útiles. Cuanto más rápido te muevas, más alcance debería tener tu lámpara para darte suficiente tiempo de reacción. Hay faros en el mercado que son más brillantes que los focos de los automóviles, así que piense en actividades similares.

Otra área de aplicación sería la espeleología , donde necesita iluminar grandes salas de pura oscuridad. También los cazadores y pescadores podrían estar buscando ese tipo de lámparas.

Como mencionó Wills en su respuesta, es bastante útil para los deportes nocturnos (bicicleta de montaña, esquí, orientación, etc.). Pero no solo te permite moverte con más seguridad durante la noche; también le proporciona una ventaja competitiva.

Tener más luz disponible para usted en comparación con sus oponentes será ventajoso para usted. ^{Mientras que el ciclismo de montaña y el esquí generalmente siguen un} camino fijo, generalmente eres completamente libre de elegir tu propio camino cuando corres de orientación durante la noche. Como la ruta podría establecerse en un bosque completamente desprovisto de pistas o caminos, podría verse obligado fácilmente a navegar utilizando características de terreno menos distintas. Por lo tanto, tener un faro que sea mejor que el de sus competidores podría permitirle ver detalles que ellos no verán. Esto, a su vez, podría permitirle tomar una ruta más corta pero más intensa en orientación, porque está seguro de que podrá ver incluso las rocas más pequeñas (lo que le ayudará a navegar), lo que le ahorrará tiempo en la ruta.

Y como los atletas siempre se esfuerzan por obtener una ventaja competitiva, las linternas frontales modernas utilizadas en la orientación nocturna ya no rondan los 2000 lúmenes, sino entre 3000 y 4000 lúmenes. Por supuesto, también debe combinar esto con un ángulo de haz decente para poder ver tanto como sea posible sin mover demasiado la cabeza.

Nota:

1. Teniendo en cuenta la propiedad privada, áreas restringidas, etc.