¿Se debe reconsiderar la TM-21 para conocer los valores de vida útil de una luminaria?

Revisar esta información es esencial pero qué sucede cuando difiere lo que se calcula de lo que se reporta.

A poco más de 10 años de vigencia, la norma TM-21 ha sido uno de los estándares de estimación de vida útil para sistemas de iluminación con mayor uso en la comunidad. Sin embargo, tras su última actualización en 2014 y diversas anotaciones posteriores, es evidente que aún existen algunos dilemas frente a otras normativas publicadas con el mismo fin.

Por mucho tiempo se usaron los procedimientos del estándar IES LM-80 para probar y reportar los valores de mantenimiento de lúmenes, así como los valores L70 de los sistemas LED, pero con el paso de los años y con la mejora en el diseño de los diodos, se requirió un nuevo método para estimar la depreciación del flujo luminoso al 70%, fue así que se diseñó la TM-21 (con base en datos obtenidos mediante un procedimiento LM-80).

[box] L70 equivale a mínimo 50,000 horas. Para entenderlo mejor, la vida útil de un módulo LED se define con el tiempo que tarda en alcanzar el 70% de su salida inicial, ya que un LED no muere de manera instantánea como sucedería con otras tecnologías de iluminación, sino que se atenúa gradualmente. [/box]

Para este procedimiento se monitorea la luminaria para obtener las temperaturas de funcionamiento de los LED y así poder realizar la proyección y extrapolación lo más fiable posible con base en los resultados obtenidos previamente en la LM-80 (que cuantifica la depreciación del flujo luminoso y la variación del color en función del tiempo).

La información resultante de estas pruebas debe ser publicada en las fichas de producto de los fabricantes de luminarias. Sin embargo, aquí yacen algunos de los principales problemas a los que se enfrenta esta normativa y que puede dificultar una elección acertada al momento de especificar una luminaria:

  • En ocasiones la información anotada puede ser ambigua con el uso de de palabras como «proyectado, teórico, vida útil mínima o incluso Supervivencia».
  • La EPA (Environmental Protection Agency) indica que una nomenclatura apropiada para mostrar resultados es «Informado» o «calculado». Sin embargo existe un error frecuente al creer que son equivalentes o comparables entre sí.
  • De manera confusa publican una vida útil de más de 100000 horas cuando en una proyección realista se ha demostrado un máximo 72000.

Una de las acotaciones que hace la IES al respecto es que

        

Debido a la incertidumbre estadística[…], el resultado calculado en horas más allá del límite de proyección informado establecido en la sección 5.2.5 [los valores de flujo luminoso no deben proyectarse más allá de 6 veces la duración total de la prueba] no tiene ningún valor práctico o significativo.

Anexo B del IES TM-21.

También menciona una posible falta de confianza en los datos de más de 5 años debido a factores atípicos, como fallas en los componentes.

       

Otro problema pero enfocado en el propio procedimiento fue el punto de análisis para un estudio del Lighting Research Center en 2021. En el mencionan que la mayoría de los estándares actuales solo consideran fallas paramétricas (el mantenimiento de la salida de luz).

Sin embargo, demostraron que los productos de iluminación pueden fallar de forma paramétrica o catastrófica, por lo que depende tanto del entorno de la aplicación como del patrón de uso. En conjunto, estas condiciones provocan una alta temperatura de unión del LED (que degrada los componentes que rodean el chip y conduce a fallas paramétricas) y tensión térmica en las interconexiones (que da como resultado conexiones rotas y fallas catastróficas).

Lighting Research Center, 2021, p. 38

El informe concluye que para estimar con precisión la vida útil de los sistemas de iluminación LED, el método de prueba y la configuración del experimento deben tener la capacidad de cambiar las condiciones ambientales y el patrón de encendido y apagado. A su vez recomiendan 2 métodos alternos de pruebas de vida útil con altos índices de éxito:

  • El método de prueba adoptado por el Reglamento de la Comisión Europea (UE) 2019/2020 que establece un método de ciclo de conmutación de larga duración que combina el mantenimiento de la luz y los ciclos de conmutación en un método de prueba.
  • El procedimiento desarrollado por el propio Lighting Research Center y formalizado por la Alliance for Solid-State Illumination Systems and Technologies (ASSIST). Este método tiene la ventaja de que puede usarse para predecir la vida útil del sistema LED en función de las condiciones ambientales y los patrones de uso especificados o esperados (aunque no considera la influencia de la humedad relativa como variable independiente).

Como se puede observar, aunque se han publicado muchos estándares de pruebas de vida útil (por mencionar otros como el UNE-EN 62717 A2:2019 o la próxima a publicarse IEC 62722-2-1:2022), aún no existe un acuerdo definitivo sobre qué método de prueba es capaz de estimar con mayor precisión la vida útil de equipos LED. Será cuestión conocerlas a profundidad e identificar las cualidades y las áreas de oportunidad de cada una para no dejarse sorprender.

Referencias
Understanding TM-21 in Relation to Specifying Luminaires. Reported vs. Calculated
Ensayos según IES LM-80, IES TM-21 y normas UNE-EN/IEC 62717 y UNE EN/IEC 62722
New IEA 4E SSL Annex Literature Review offers insights into complex area of LED lifetime testing
Literature Summary of Lifetime Testing of Light Emitting Diodes and LED Products

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