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Maquinas vs Humanos en el sector de la iluminación

Creo que por todos es sabido que los seres humanos no podemos ver los infrarrojos y los ultravioletas. Lo que nosotros llamamos luz, es una radiación electromagnética con una longitud de onda que va entre los 380 y los 780nm, que es justamente lo que llamamos el espectro visible, que no es otra cosa que las radiaciones que es capaz de detectar el ojo humano. El ultravioleta (UV) está por debajo de los 380nm y, el infrarrojo (IR), por encima de los 780nm; por ese motivo no los vemos. Pero el que no los veamos no quiere decir que no estén ahí, ni que sus efectos no se manifiesten. De la misma manera que el UV nos broncea en verano, los IR trabajan silenciosamente para nosotros en forma de señal del mando de la TV, como espectro visible para las cámaras de seguridad nocturna y un largo etcétera de aplicaciones.

luz-led-azul-01Analógicamente, hay ciertos tipos de instrumentos que no son capaces de detectar radiaciones que el ojo humano sí que puede, y es ahí donde se puede generar una discrepancia entre la luz que percibimos y lo que un instrumento nos dice que podemos percibir.

El ojo humano.

Este tema es increíblemente extenso, pero para resumir lo que nos interesa, tenemos 2 tipos de células receptoras de luz en nuestro ojo, los conos y los bastones. Los conos son los que usamos de día, y son capaces de percibir los colores con más detalle; por otra parte, los bastones están más especializados en detectar contrastes, lo cual es más conveniente para trabajar con bajas prestaciones luminosas; así pues, los bastones son nuestra herramienta de visión nocturna.

El siguiente grafico os muestra la función V’ de la visión fotópica (la de los conos). Lo que nos muestra esta gráfica es cuan sensible es nuestro ojo a las distintas longitudes de onda del espectro electromagnético (colores). Podemos ver con facilidad que nuestra máxima sensibilidad corresponde a los 550nm que es una suerte de verde claro, y a partir de ese color, perdemos sensibilidad en todas las direcciones, estando las más bajas al final de los dos espectros.

luz-led-azul-02En el siguiente gráfico superponemos la visión escotópica (la de los bastones). Podemos ver como la máxima sensibilidad se ha desplazado a la izquierda del espectro, sobre los 510nm, y ahora el azul cobra mucho más protagonismo. Hay una razón evolutiva para que esto sea así, ya que la luz de la luna es muy fría, signo de que tienen muchos componentes azules en su espectro. Los humanos evolucionamos adaptándonos a esa condición durante millones de años y, por ese motivo, de noche, somos mucho más sensibles a la luz azul que de día.

luz-led-azul-03La Comisión Internacional de la Iluminación (CIE) es una entidad fundada en Viena hace más de 80 años, y se creó con la intención de que fuera la autoridad mundial más relevante en lo que respecta a la luz, iluminación, color y espacios de color. Son los creadores de la famosa elipse que representa el espacio del color, esa que todos en el mundo de la iluminación la hemos visto en alguna ocasión. Una de sus tareas, como organismo normalizador, es decirle a los fabricantes de instrumental los patrones a seguir para que sus instrumentos se puedan certificar. Así como los que fabrican cintas métricas se tienen que regir por el patrón de Platino depositado en París, aquellos que fabrican luxómetros e iluminancímetros se tienen que regir por una curva que emitió el CIE donde sale la función de sensibilidad que ha de tener un medidor. Cuanto más se superponga la curva del fotómetro en cuestión a la curva emitida por el CIE, más preciso se considera ese instrumento. Ahora bien, vamos a ver qué pasa si superponemos la función del CIE a nuestras funciones fotópicas y escotópicas.

luz-led-azul-04¿Lo veis? No coincide. No es que se completamente discrepante, pero está claro que se deja muchas cosas por fuera. Esto traducido al sentido práctico, quiere decir que un instrumento detecta menos luz de la que detecta nuestro ojo, y dado que esos instrumentos fueron diseñados para poder medir la luz visible (por el humano), no tiene mucho sentido que haya tal discrepancia. Hace muchos años que disponemos de tecnologías para registrar y medir adecuadamente todo el espectro visible, lo que no se actualiza es la norma que rige el tema.

¿Qué consecuencia tiene esto?

luz-led-azul-05Innumerables, pero las más visibles (nunca mejor dicho) salen a flote cuando se quiere equiparar la luz LED a cualquier otra fuente, sobre todo si es una lámpara de descarga. Hecha la ley, hecha la trampa, así que cuando salió la norma, los fabricantes de lámparas se dedicaron a poner aditivos químicos para optimizar la emisión de los 585nm, que es justamente donde se encuentra el pico de sensibilidad de la función CIE, lugar muy amarillento donde no se encuentra el pico de sensibilidad el ojo humano; en otras palabras, los fabricantes de lámparas se dedicaban a fabricar lámparas cuya luz sería bien detectada por los instrumentos, no por el ojo humano. Y para muestra un botón: el espectro del vapor de sodio (imagen lateral).

Los que fabrican otros tipos de lámparas de descarga (halogenuros metálicos o fluorescentes, por ejemplo) hacen más de lo mismo, ya sea para mejorar el flujo luminoso o el CRI; ellos añaden aditivos para emitir mucha energía en colores clave que les haga quedar muy bien con los instrumentos, en vez de generar un espectro continuo, similar a la curva de la sensibilidad humana, que es precisamente lo que hacemos los fabricantes de iluminación LED.

luz-led-azul-06La prueba definitiva

Tenemos una gama de foco de exterior “low cost, con referencia FOFE100EPOX, que debe su bajo precio a su sencilla construcción y a su matriz de LEDs SMD (más económicos que un COB). Con 100W, emite un flujo luminoso que alcanza los 9050 lm. Este modelo de proyector LED posee una variante en azul, que es utilizado para iluminar fachadas, discotecas, monumentos e iluminación decorativa en general. Ya que poseen características similares, se podría esperar que también tengan un flujo lumínico similar, pero no es así, la distancia es abismal, ya que el foco azul con 90W, solo consigue 1450 lm.

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Increíble, ¿verdad?. Es un foco muy potente, que es capaz de iluminar una fachada de muchos metros cuadrados, que emite una ingente cantidad de luz visible para el ojo humano, y aunque la caracterización fotométrica la hicimos en nuestro propio fotogoniómetro, tenemos el mismo problema que tendría cualquier otro: el fotogoniómetro posee un sensor estandarizado con la curva CIE, que ignora deliberadamente esa ingente cantidad de luz visible para el ojo humano, por lo que el resultado que nos vemos obligados a dar no es representativo de la realidad. Todo se ve claramente en el siguiente gráfico, donde superponemos el espectro de emisión de nuestro foco a la curva oficial del CIE, quedando prácticamente toda la radiación por fuera del rango de sensibilidad del sensor de cualqier instrumento.

luz-led-azul-08Actualmente, existen diversos estudios y tablas comparativas que intentan equiparar los lúmenes actuales a los “lúmenes visuales efectivos” (los denominados como VELS) para compensar el defecto de la norma e ilustrar los valores de iluminación de una forma más representativa para el ojo humano, pero ese concepto aún no forma parte de una Normativa aceptada oficialmente, así que tendremos que esperar y, llegado el momento, a buen seguro hablaremos de ello en profundidad en otro artículo.

Así que no os dejéis engañar, demostrado queda que a pesar de que los instrumentos de laboratorio muestren otra cosa, por lo general, el LED siempre conseguirá una mejor iluminación, claro está, si consideramos el concepto “iluminación”  como algo pensado para el ojo humano, y no para quedar bien delante de un luxómetro.

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Sobre Michel Silva

Responsable del Dpto. Técnico e I+D en LED Y SPA S.L. Dirección del área de proyectos y ensayos luminotécnicos, desarrollo electrónico y laboratorio fotométrico.

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1 comentario

  1. Michel el post es buenísimo, espectacular,… No tenía ni idea de la discrepancia entre la normativa y la sensibilidad real de las personas. Está claro que la gente de vuestro sector debería presionar fuerte para intentar cambiar la normativa y adaptarla más a la realidad, aunque ya se que eso es difícil debido a los intereses particulares de cada compañía. Y los políticos, que son los que deberían actuar en estos temas para mejorar la sociedad, supongo que no deben tener ningún interés en este caso,…
    Gracias por compartir vuestros conocimientos con nosotros, saludos cordiales.

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