La eficiencia energética y la calidad de la luz generalmente se consideran criterios independientes al seleccionar una fuente de iluminación. Sin embargo, una investigación reciente publicada en la revista Energies sugiere que ambos aspectos están más relacionados de lo que se pensaba.

El estudio, realizado por Irena Fryc y Maciej Listowski, analizó la relación entre la eficacia luminosa de la radiación (LER, por sus siglas en inglés) y la consistencia del color en LED de fósforo (phosphor-converted LEDs), una de las tecnologías más utilizadas en iluminación arquitectónica y general. Los resultados muestran que las fuentes de luz con una cromaticidad más uniforme también tienden a ofrecer un mejor desempeño energético.

¿Qué es la consistencia del color?

Aunque dos luminarios indiquen la misma temperatura de color, por ejemplo, 3000 K, esto no significa que ambos emitan exactamente el mismo tono de blanco. Durante la fabricación de los LED existen pequeñas variaciones que pueden desplazar ligeramente la cromaticidad de una fuente respecto a otra. Para controlar estas diferencias, la industria utiliza sistemas de clasificación basados en tolerancias cromáticas, conocidas comúnmente como elipses de MacAdam o Steps (pasos) basados en la medida del American National Standards Institute (ANSI).

Cuanto menor es el número de pasos, menor es la diferencia perceptible entre dos LED. Un producto clasificado dentro de una tolerancia de 3 pasos de MacAdam presenta una uniformidad cromática significativamente mayor que otro clasificado con 5 o más Steps. En aplicaciones como museos, hoteles, comercios, oficinas o espacios residenciales de alta calidad, esta consistencia resulta importante, ya que evita diferencias visibles entre luminarios instalados en un mismo ambiente.

La relación entre color y eficiencia

Para evaluar esta posible relación, el estudio analizó cientos de fuentes LED con temperaturas de color nominales de 3000 K y 4000 K, considerando distintos niveles de índice de reproducción cromática (CRI) y diferentes tolerancias de color. Este primer conjunto de datos se originó del proyecto EMPIR 15SIB07 PhotoLED, una iniciativa de investigación europea que recopiló y midió sistemáticamente 1494 distribuciones espectrales de productos LED de diferentes tipos, incluyendo bombillas, focos, tubos, farolas, tiras de LED y productos de un gran número de fabricantes.

El análisis reveló un patrón consistente respecto a que los LED con mejor uniformidad cromática presentaron en promedio, valores más altos de eficacia luminosa de la radiación (LER). En otras palabras, las fuentes cuya cromaticidad se mantenía dentro de tolerancias más estrictas aprovechaban mejor la energía emitida para producir luz útil para la visión humana.

Por el contrario, los LED cuya cromaticidad quedaba fuera de las zonas de consistencia establecidas mostraban un rendimiento energético inferior, aun cuando cumplían con la temperatura de color nominal especificada por el fabricante.

Las figuras 2 y 3 presentan una comparación de las distribuciones de potencia espectral, parámetros de cromaticidad y características colorimétricas de los LED con una TCC nominal de 3000 K:

¿Por qué ocurre esta relación?

Los autores explican que la respuesta se encuentra en la distribución espectral de la luz. Cuando el espectro luminoso se mantiene más cercano a la distribución ideal para una temperatura de color determinada, no solo se obtiene un blanco más uniforme entre distintos dispositivos, sino que también aumenta la cantidad de energía convertida en radiación visible útil para el ojo humano.

Este hallazgo sugiere que la consistencia del color no es únicamente un parámetro estético o de control de calidad, sino también un indicador indirecto del desempeño energético de una fuente LED.

Finalmente, el estudio plantea una reflexión dirigida a especificadores, fabricantes y diseñadores de iluminación. Tradicionalmente, la selección de un LED suele basarse en parámetros como flujo luminoso, potencia, temperatura de color, CRI o vida útil. La investigación propone incorporar también la consistencia cromática como un criterio de evaluación cuando se busca maximizar la eficiencia del sistema. Esto abre la posibilidad de desarrollar nuevos criterios para clasificar y seleccionar fuentes de luz, considerando ambos aspectos de manera conjunta en lugar de evaluarlos por separado.

Fuente
Fryc, Irena, and Maciej Listowski. 2025. "Relationship Between Energy Efficiency and Color Consistency in LED Lighting", Energies 18, no. 17: 4482. 

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