Con información de Signify

Es un hecho que la calidad de la luz es un diferenciador clave en la iluminación y ya desde hace varios años, la tecnología LED brinda un gran abanico de posibilidades para diferenciar la calidad de la luz espacial, espectral y temporal. Esto nos fuerza a revisar la manera tradicional de evaluar la calidad de la luz. Signify optimiza de manera continua sus productos al reunir una comprensión profunda de las necesidades del usuario, conocimiento sobre las aplicaciones de iluminación y perspectivas científicas.

Signify ha creado la marca EyeComfort con base en los criterios de parpadeo, efecto estroboscópico, seguridad fotobiológica, deslumbramiento, regulación, ajustabilidad, reproducción cromática y ruido audible. En este sentido, su gama de productos de lámparas y luminarias LED se evalúa por medio de estos criterios.

En este informe realizado por Signify, se describen los criterios en los que se basa EyeComfort con la finalidad de ofrecer una iluminación con altos estándares para el cuidado de la salud visual: 

1. Parpadeo y efecto estroboscópico

Ambos son “artefactos” de luz temporal (TLA, por sus siglas en inglés). Los TLA se definen como cambios en la percepción visual, inducidos por un estímulo luminoso, la luminancia o la distribución espectral, que fluctúan con el tiempo para un observador humano en un entorno especificado.

Las fluctuaciones pueden venir de varias fuentes, entre las que se incluyen: perturbaciones en la red eléctrica, interacciones con los controles (p. ej., reguladores), perturbación en la señal de entrada proveniente de fuentes externas (p. ej., microondas) y fluctuaciones diseñadas desde el driver electrónico. Se conocen métodos para suprimir las fluctuaciones en la potencia lumínica del LED y, al mismo tiempo, reducir la visibilidad de TLA no deseados. Sin embargo, estos métodos, requieren un compromiso con el costo y la eficiencia y requieren más espacio físico; además, reducen la duración de los productos LED con cualquier arquitectura.

Hasta hace poco, varias mediciones, como el Índice de parpadeo (FI, por sus siglas en inglés) y la profundidad de modulación, se utilizaban para evaluar la visibilidad del parpadeo y del efecto estroboscópico. Ninguna de estas mediciones es adecuada para predecir lo que las personas realmente perciben o experimentan. La visibilidad del parpadeo y del efecto estroboscópico se ve afectada por la profundidad de modulación, la frecuencia, la forma de onda y el ciclo de operación, y estas mediciones no toman en cuenta todos estos parámetros.

Por lo tanto, los modelos científicos se han desarrollado sobre la base del sistema visual humano, haciendo referencia a la percepción visual de los humanos, que es la parte del sistema nervioso que nos permite ver. Una medición de TLA más sólida para el parpadeo es PstLM, y para el efecto estroboscópico, SVM. Estas mediciones son respaldadas por Lighting Europe y NEMA y se utilizan en la evaluación de la iluminación mediante LED EyeComfort de Signify. Actualmente se están investigando las mejoras continuas en las mediciones de TLA.

¿Por qué deberíamos preocuparnos por el parpadeo y el efecto estroboscópico?

Los productos de iluminación que exhiben estos efectos se consideran como una iluminación de baja calidad. Los TLA no solo son molestos para las personas, sino que también tienen un impacto en la comodidad del ojo, la comodidad general y el rendimiento visual. Específicamente, los TLA visibles pueden reducir el rendimiento de una tarea visual, causar molestia ocular (ojos cansados), aumentar la aparición de cefalea, fatiga ocular, y causar malestar. Los estudios muestran que el parpadeo visible puede provocar ataques epilépticos en ciertos casos. Teniendo esto en cuenta, los productos LED EyeComfort de Signify han sido diseñados para minimizar el parpadeo y el efecto estroboscópico visible.

2. Seguridad fotobiológica

Riesgo de luz azul

El riesgo de luz azul es un daño fotoquímico de la retina y depende de la composición espectral, la intensidad y el tiempo de exposición al ojo. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, por sus siglas en inglés) ha desarrollado un estándar para evaluar la seguridad fotobiológica. Las fuentes se clasifican en 4 grupos de riesgo (0 = ningún riesgo, 3 = alto riesgo).

• Grupo de riesgo 0: La lámpara no representa ningún riesgo fotobiológico
Grupo de riesgo 1: No hay ningún riesgo fotobiológico bajo limitaciones de comportamiento normal. 
• Grupo de riesgo 2: No representa ningún riesgo debido a la respuesta de aversión a la luz brillante o incomodidad térmica
• 
Grupo de riesgo 3: Peligroso incluso para la exposición momentánea. 

Un malentendido común en los medios es la idea de que la iluminación mediante LED contiene mayores proporciones de longitudes de onda azules y, por lo tanto, es más probable que cause el riesgo de luz azul. La Global Lighting Association ha investigado y medido esto a fondo, al comparar el contenido espectral de diferentes tecnologías de iluminación con el estándar que se mencionó anteriormente, junto con los aportes de muchos científicos.

Los hallazgos científicos clave son los siguientes:

• Con respecto al riesgo de luz azul, las lámparas LED no son diferentes a las tecnologías convencionales, como las luces incandescentes y fluorescentes. La porción del azul en la iluminación mediante LED no es diferente a la porción en otras tecnologías a la misma temperatura de color. 

• Una comparación de productos de renovación LED con los productos convencionales que pretenden reemplazar revela que los niveles de riesgo son muy similares y se encuentran dentro del rango no crítico. 

• Los consumidores pueden usar las fuentes (lámparas o sistemas) y luminarias LED que se encuentran en el grupo de riesgo 0 o 1, según lo define la IEC. 
Ultravioleta


Las fuentes de luz basadas en LED para uso del consumidor no contienen ninguna energía en la parte ultravioleta (UV) del espectro y, por lo tanto, no son nocivas para las personas con una mayor sensibilidad a la luz UV.


Infrarroja 


A diferencia de la luz incandescente y halógena, el LED apenas emite alguna luz infrarroja (IR). Las fuentes de luz LED para el consumidor no hay riesgo, porque la radiación IR no tiene suficiente potencia.

Todos los productos LED EyeComfort están clasificados en el grupo de riesgo 0 o 1 (RG0 / RG1). Esto significa que el uso de estos productos no representa ningún riesgo fotobiológico bajo limitaciones de comportamiento normal o que la lámpara no representa ningún riesgo fotobiológico. 


3. Deslumbramiento 


El deslumbramiento es uno de los factores de insatisfacción más significativos. Se puede dividir en deslumbramiento perturbador y deslumbramiento molesto. El deslumbramiento perturbador hace referencia a la reducción del rendimiento visual causada por una fuente de deslumbramiento en el campo de visión. El deslumbramiento molesto se define como la sensación de incomodidad causada por fuentes de luz brillante. La sensación de incomodidad depende de muchos parámetros, como la luminancia de la fuente, el área de la fuente y la posición de la fuente en el campo de visión, las condiciones de luz de fondo, el tipo de actividad y la duración de la exposición a una fuente brillante.

Durante años, los investigadores han intentado cuantificar el grado de incomodidad visual. La evaluación de deslumbramiento para los lugares de trabajo interiores generalmente se realiza por medio de la medición UGR (por el inglés «Unified Glare Rating», índice de deslumbramiento unificado). Esta medición se basa en los niveles de luminancia promedio calculados desde una distribución de intensidad de campo lejana. En las soluciones de iluminación mediante LED a menudo se ven ventanas de salida pixeladas o no uniformes con contrastes de luminancia. Los estudios han demostrado que las ventanas de salida pixeladas que tienen la misma luminancia promedio que las ventanas de salida uniformes (y, por lo tanto, el mismo valor UGR) causan un mayor deslumbramiento molesto. Esto significa que el UGR actual no siempre es apropiado para el uso con ventanas de salida no uniformes.

Investigar la aplicabilidad o la mejora del UGR actual y explorar formas alternativas de predecir el deslumbramiento molesto es un tema importante de investigación. Las mejoras al UGR actual están dirigidas principalmente a la corrección del índice de posición en la fórmula del UGR para tomar en cuenta la dependencia del ángulo de visión, la corrección de la luminancia promedio, una corrección de la superficie luminosa observada y la corrección general al agregar una intersección adicional para expresar el contraste de luminancia dentro de la fuente de deslumbramiento.

Las sugerencias para los métodos alternativos de descripción del deslumbramiento se basan en el modelado de campos receptivos de la retina del sistema visual humano (HVS, por sus siglas en inglés) y la aplicación de este modelo en mapas de luminancia de la habitación para evaluar el deslumbramiento molesto. El último enfoque es idéntico a las mediciones de TLA que también se basan en el modelado del sistema visual humano.

Las mediciones anti deslumbramiento deberían abordar aspectos como reducir la luminancia, reducir el contraste o reducir el tamaño de la fuente. En la gama de productos de iluminación mediante LED de Signify, se distinguen las lámparas con y sin control de deslumbramiento. Una lámpara con control de deslumbramiento contiene materiales de difusión o un encaje pixelado en la parte superior de la lámpara y se percibe con menor deslumbramiento en comparación con las lámparas sin ningún control de deslumbramiento con el mismo flujo y la misma adaptación de fondo. Actualmente no hay disponible una medición adecuada del deslumbramiento para las lámparas y es un tema de investigación para el futuro.

4. Regulación

La función de regulación de los productos LED se define como la posibilidad de cambiar la intensidad de la luz según su propia preferencia. La función de regulación de los productos LED le permite crear la iluminación dirigida o el ambiente perfecto en cada entorno. Las personas quieren regular la iluminación artificial por varias razones. En primer lugar, quieren la capacidad para cambiar el ambiente del entorno (tenue y acogedor, brillante y energizante). En segundo lugar, la función de regulación puede proporcionar diferentes niveles de flujo durante el día, sobre la base de diferentes actividades o según los niveles de luz exterior.

La mala implementación de la función de regulación puede generar incomodidad o efectos indeseados, como el parpadeo visible en niveles de regulación profunda, transiciones inestables, altos niveles de luz mínima. Estos problemas se originan a partir del circuito del driver de LED, variaciones en la amplitud de la tensión de red, cargas conectadas a la red e interacción del regulador. El diseño de electrónica inteligente resuelve el problema de regulación profunda que suprime variaciones visibles repetitivas o irregulares en el nivel de luz.

Los productos regulables de la gama de LED EyeComfort proporcionan regulación gradual en preajustes (SceneSwitch) o de manera continua en todo el rango de intensidad.

5. Ajustable

La iluminación mediante LED ajustable se puede definir en tres categorías:

– Regulación cálida: capacidad para imitar el comportamiento incandescente (p. ej., la temperatura de color correlacionada [CCT, por sus siglas en inglés] desciende de 2700 K a 2200 K mientras se realiza la regulación) 
- Blanco ajustable: capacidad para cambiar el tono blanco de una luz (p. ej., 2700 K a 6500 K) 
- Color ajustable: capacidad para cambiar el color de la iluminación (RGB)

Las personas aprecian la configuración cálida en niveles de poca luz para crear ambientes agradables y acogedores [45], pero esto puede variar según la región. Algunas LED EyeComfort de Signify proporcionan la función de regulación WarmGlow. Al combinar dos LED diferentes (2200 K y 2700 K), se puede imitar un comportamiento de regulación incandescente. La función WarmGlow viene en dos variaciones. SceneSwitch con configuración fija y regulación suave WarmGlow en todo el rango (2700 K a 2200 K).

Junto al efecto de ambiente, la función de regulación combinada con un cambio de CCT también tiene ventajas con respecto al ritmo circadiano de las personas. Nuestro reloj biológico nos indica cuándo despertarnos y cuándo ir a dormir. La intensidad y el espectro de acción de la luz son uno de los parámetros que controlan esas respuestas. La luz de alta intensidad que contiene mucho azul nos hace sentir despiertos y alertas, mientras que la luz de baja intensidad con poca cantidad de azul provoca la liberación de la melatonina, una hormona del sueño.

La investigación ha demostrado que la iluminación brillante con un fuerte componente de azul se recomienda durante la mañana para ayudar a despertarse y se debería evitar durante la noche, porque suprime la producción de melatonina y nos dificulta la conciliación del sueño. Los entornos de CCT cálida y regulada durante la noche son ideales para lograr un ritmo biológico sin perturbaciones.

Las LED EyeComfort con función de regulación WarmGlow admiten la función de ambiente y respaldan el ritmo circadiano de las personas.

6. Reproducción cromática

La calidad del color se relaciona con la preferencia y la apreciación de la percepción de los usuarios de una aplicación determinada. La calidad del color de las fuentes de luz blanca tiene un impacto en el espacio, los objetos y la apariencia humana. La mala calidad del color puede reducir la discriminación visual y la apropiada reproducción de personas, espacios u objetos iluminados. Por ejemplo, los tonos de piel humana, las plantas y los alimentos pueden parecer apagados o subsaturados bajo iluminación con reproducción cromática baja o saturación de color baja.

La reproducción cromática de una fuente de luz blanca se define como el efecto de un iluminante en la apariencia del color de los objetos, comparado consciente o inconscientemente con su apariencia del color bajo un iluminante de referencia. El índice de reproducción cromática (IRC-Ra) general se usa para medir y especificar la capacidad de reproducción cromática de una fuente de luz blanca, sobre la base de un conjunto de ocho muestras de color de prueba (TCS, por sus siglas en inglés) específicas, moderadamente saturadas, aprobadas por la CIE en 1974. Un IRC de 100 significa que la reproducción cromática bajo la fuente de prueba es igual en comparación con la reproducción cromática bajo la fuente de referencia (la referencia es incandescente para CCT <5000 K).

La preferencia de los usuarios no siempre se relaciona directamente con el valor de IRC más alto. La saturación del color (vivacidad), especialmente la saturación del rojo, también desempeña un papel importante en la preferencia [48,49,50]. En general, las personas gustan algo de sobresaturación porque los objetos lucen más coloridos. La preferencia para la apariencia del tono de la piel es diferente, también entre culturas.

Es importante encontrar el equilibrio justo entre la fidelidad del color y la saturación del color para una aplicación específica. El objetivo de la luz LED EyeComfort es mejorar la diferenciación del color y la estética a través del uso de LED con buenas propiedades de calidad del color.

7. Ruido

El LED pueden sufrir ruido audible, específicamente cuando se utilizan a niveles de regulación profunda. Los voltajes y las corrientes que se producen pueden crear una resonancia mecánica en los componentes. Este ruido se puede percibir como incómodo y molesto. Esta es la razón de por qué Energy Star tiene que implementar exigencias para los niveles de ruido audible.

De acuerdo con los requisitos de Energy Star para el ruido audible, las lámparas no deben emitir ruido por encima de 24 dBA a un metro de distancia. Este umbral no es lo suficientemente estricto para las lámparas en una sala de estar completamente silenciosa (aproximadamente 20 dBA) o las lámparas ubicadas cerca de las personas (luz de lectura, lámpara de noche). Todos los productos LED EyeComfortde Signify toman en cuenta las regulaciones publicadas.