Iluminación integradora: Claves para entender sus métricas

La importancia de la reproducción de los colores: CRI vs TM-30

El CRI, es probablemente la forma más extendida para evaluar la reproducción cromática de una fuente de luz o luminaria. En otras palabras, se trata de  la capacidad de reproducir cualitativamente un color, en relación a 8 colores de muestra iniciales (Ra) llegando a un total de 15 colores de muestra en la última actualización por parte de CIE en 2004 (CRI) y tomando como referencia una fuente patrón. En esta ampliación, una de las tonalidades consideradas es el tono rojo, expresado a través del índice de R9, introducido por el estándar WELLTM y que nos permite saber cómo afectará a la percepción de la piel de las personas, entre otros elementos.

Sin embargo, esta forma de medición, todavía resulta incompleta. Por eso, en 2015 y posteriormente revisada en 2018 y 2020, la Illuminating Engineering Society (IES) publicó la norma IES TM-30-15, un nuevo método de medición cromática que mejoraba el CRI y R9. Al introducir 99 muestras de color con diversos tipos en lugar de 8, es posible evaluar con mayor precisión la fidelidad cromática y saturación de una fuente de luz.

Esta métrica nos permite evaluar dos dimensiones de la luz:

• Índice de Fidelidad (Rf). Se usa para medir la proximidad de una fuente de luz a una fuente de referencia. Similar al CRI, pero con una mayor precisión, ya que utiliza 99 muestras de evaluación de color.
• Índice Gamut (Rg). Proporciona información sobre el promedio de saturación de una fuente de luz.

La adecuada percepción de los colores afecta a los seres humanos principalmente en lo referente a su sistema nervioso. Resulta aún más imprescindible cuando hablamos de desarrollar actividades de gran exigencia visual, que van desde tareas artísticas hasta actividades médicas. Sin embargo, no solo es importante para el buen desempeño de una actividad laboral. Si hablamos de educación, resulta un parámetro muy importante de cara al desarrollo cognitivo de los niños, ya que una adecuada percepción cromática de su entorno escolar les permite tener una mejor experiencia educativa y una mejor relación con su entorno.

La importancia de la distribución espectral (SPD), más allá de la elección de la temperatura de color (CCT)

La temperatura de color es un aspecto muy relevante a la hora de crear una determinada atmósfera y, por lo general, tiene relación con: la tarea a desarrollar, los niveles de iluminación, el entorno e incluso la ubicación.

Sin embargo, cuando vemos la composición espectral de dos fuentes de luz o luminarias con una misma temperatura de color, esta puede ser muy diferente para cada una de ellas. 

La distribución espectral de potencia (SPD, Spectral Power Distribution) nos indica, en forma de gráfico o de valores, la potencia de cada una de las emisiones en las diferentes longitudes de onda que componen el espectro visible de una fuente de luz o luminaria (comprendido entre los 380 y los 760 nm). 

Uno de los aspectos más relevantes en lo referente a la elección del espectro lumínico es la mayor o menor eficacia, desde un punto de vista de estimulación circadiana, que afecta a los aspectos no visuales influyendo en el diseño de iluminación circadiana. 

Nuevas métricas en iluminación integradora: Lux Melanópico equivalente (EML) vs Estímulo Circadiano (CS)

Lux melanópico equivalente

El Equivalent Melanopic Lux (EML) es una métrica utilizada por el estándar de edificación WELLTM para medir los índices de luz considerados eficaces a la hora de ayudarnos a sincronizar nuestro reloj interno y activarnos circadianamente, especialmente durante las primeras horas del día. Para realizar estos cálculos, es imprescindible contar con la información de la distribución espectral de potencia, que nos dará un dato conocido como Ratio Melanópico. Este dato, propio de la luminaria y no solo de una fuente de luz, nos permitirá conocer si los niveles de lux melanópicos que estamos obteniendo, medidos en un plano vertical a 1.2 metros de altura, son suficientes para estimular a las ipGRC (glándulas intrínsecamente fotosensibles). Estas últimas son los fotorreceptores encargados de procesar los estímulos lumínicos que regulan nuestro reloj biológico.

Dichos fotorreceptores tienen su máxima sensibilidad en una determinada emisión de onda (480 nm), por eso resulta tan relevante conocer la información espectral de las soluciones lumínicas empleadas. Solo así nos aseguramos de que la tecnología utilizada es eficiente desde el punto de vista de la estimulación circadiana.

Estímulo circadiano

Otra de las instituciones dedicadas al estudio y la investigación en temas lumínicos es The Lighting Research Center (LRC) del Instituto Politécnico Rensselaer. Esta institución ha elaborado una métrica diferente para ayudar a los diseñadores a entender y utilizar la iluminación circadiana en espacios construidos. Es el denominado “estímulo circadiano” (CS).

La escala de medición del estímulo circadiano (CS) va de un valor mínimo de 0.1 a un máximo de 0.7, siendo generalmente 0.3 el valor mínimo que se considera necesario durante las primeras horas del día. 

Para medir la efectividad de este tipo de iluminación, se midió la cantidad de melatonina en saliva de las personas sometidas a un nivel de iluminación determinado. Para el valor de 0.1 no se observa ninguna supresión de la melatonina en saliva, por lo que se considera que la iluminación no está colaborando a la activación circadiana; mientras que 0.7 se considera un valor de saturación de la medición, a partir del cual tampoco se observa variación.

Las principales diferencias de un tipo de medición y otra las encontramos en que el estímulo circadiano (CS) permite calcular la influencia de distintas fuentes de luz en un mismo espacio, mientras que el lux melanópico (EML) calcula la influencia de una fuente de luz.

En cualquier caso, el uso de las tecnologías Wellbeing o Multiespectral disponibles dentro de las soluciones de Lamp, serían las mejores opciones para abarcar esta dimensión no visual de la iluminación.

Flickering

Se denomina así al efecto producido por un cambio visible y repetitivo en la intensidad luminosa de una fuente de luz. La frecuencia, forma y magnitud dependen de factores como la calidad de la energía suministrada o del tipo de driver que se esté utilizando. 

Dependiendo de la sensibilidad del individuo y el tipo de actividad, el flicker puede causar ciertos efectos en la salud de algunas personas. Por ejemplo, generar fatiga, disminuir los niveles de concentración o incluso generar mareos y dolores de cabeza. 

Para crear condiciones de iluminación que favorezcan el confort visual, la Certificación Well tiene en cuenta este concepto basándose en el estándar IEEE 1789-2015 "Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness LEDs for Mitigating Health Risks to Viewers”.

Todas las luminarias (excepto las decorativas, de emergencia y otras usadas para fines especiales) deben cumplir al menos uno de los siguientes requisitos de parpadeo:  

• Luminarias No-LED. Una frecuencia mínima de 90 Hz en todos los intervalos de salida de luz desde el 10% hasta el 100% de salida de luz.  
• Luminarias LED. Nivel de parpadeo de “bajo riesgo” de menos del 5%, especialmente por debajo de 90 Hz, según lo define la norma IEEE 1789-2015 LED. 

Se recomienda que los fabricantes proporcionen los datos de apoyo utilizando la tabla de Modulación (%) frente a Frecuencia (Hz) que se incluye en el estándar IEEE.