El riesgo de la luz azul, posicionamiento de la CIE

Recientemente la Comisión Internacional de la Iluminación (CIE), ha publicado un documento de posicionamiento sobre el riesgo de la luz azul. Consideramos interesante comentar algunos de los planteamientos que se exponen en este documento.

Uno de los principales aspectos que se destacan es la diferenciación que hay que hacer entre la evaluación del riesgo por luz azul y los efectos no-visuales de la luz, entre los que se encuentra el papel de la radiación visible en la regulación de los ritmos circadianos. No se deben confundir estos dos temas que, en ocasiones, leemos en algunas publicaciones con cierta mezcla de conceptos.

El riesgo por luz azul evalúa el potencial daño ocular, concretamente en el tejido de la retina, por la acción fotoquímica de la radiación. Típicamente se asocia a la observación directa de fuentes muy intensas, arcos de soldadura o similares. Se le llama riesgo por luz azul, porque analiza una parte del espectro entre 400 nm y 500 nm aproximadamente.

1Las fuentes LED que se emplean actualmente para iluminación en interiores o alumbrado exterior tienen en muchos casos una componente importante de radiación en esta banda del espectro, mayor cuanto más alta sea su temperatura de color, y se clasifican según la normativa de seguridad UNE-EN 62471:2019. Según esta normativa, las fuentes se clasifican en 4 tipos: RG0 (exenta de riesgo), RG1 (bajo riesgo), RG2 (riesgo moderado) y RG3 (riesgo alto). En el caso de fuentes LED para iluminación general, estas se clasifican como máximo en RG2.

Aunque la CIE recuerda que no hay actualmente ninguna evidencia de efectos adversos a la salud por radiación luminosa en este rango de longitudes de onda, dentro de los límites de exposición establecidos por la normativa, también aconseja precaución en el uso de fuentes con un alto contenido de luz azul en los casos en los que haya una exposición continuada a niveles cercanos a los límites definidos, con especial referencia al caso en que se trate de niños, para los que recomienda reducir los límites establecidos en un factor 10 y recomienda evitar fuentes azules o violetas (incluso indicadores luminosos) en juguetes u otros dispositivos a su alcance.

La evaluación de fuentes de luz atendiendo a otros efectos no visuales en las personas, lo que habitualmente se denomina “Human-Centric Lighting”, se basa en la presencia de células sensibles a la luz que se encuentran en nuestras retinas junto a conos y bastones, pero que no contribuyen a la visión. La detección de luz por parte de estos fotorreceptores (que contienen melanopsina) está relacionada con la activación de la hormona melatonina, que está vinculada a la regulación de los ritmos circadianos, aunque hay otros procesos biológicos actualmente en estudio, también afectados por la respuesta de estos fotorreceptores.

La sensibilidad espectral de estas células se puede ver en la siguiente gráfica.

2A partir de la caracterización espectrorradiométrica de una fuente luminosa determinada, se puede cuantificar el estímulo que esa fuente puede producir en cada uno de los cinco fotopigmentos existentes (tres tipos de conos, bastones y melanopsina). Pero al contrario de lo que ocurre con la cuantificación y valoración de la respuesta dada por conos y bastones, que contribuyen a la visión y nos proporcionan imágenes de nuestro entorno así como las sensaciones de mayor o menor iluminación, color, contrastes, etc., y son bien conocidas, en el caso de la respuesta de la melanopsina y la regulación de diferentes procesos biológicos, no existe por el momento un parámetro único que nos proporcione una valoración concreta de cómo de beneficiosa es una fuente luminosa respecto de cada proceso biológico en los que este fotorreceptor participa. Así que aunque podemos realizar determinadas valoraciones y medidas, los resultados que podamos obtener no los podemos clasificar en un simple “bueno” o “malo”, “bajo” o “alto”, “cumple” o “no cumple”, para lo cual aún vamos a tener que esperar a los resultados de investigaciones en curso.

A modo de conclusión, podemos destacar que, como se puede observar, el espectro de acción para la evaluación del riesgo por luz azul no concuerda con la sensibilidad espectral del fotopigmento melanópico. Suprimir la radiación en la banda espectral en la que se evalúa el riesgo por luz azul no elimina la respuesta de la melanopsina, cuyo espectro de acción cubre azules, verdes y amarillos. Pero lo que es más importante: son dos conceptos diferentes, corresponden a la evaluación de aspectos diferentes de la radiación luminosa y a distintos efectos producidos o potencialmente producidos sobre el cuerpo humano. El riesgo por luz azul está sometido al cumplimiento de una normativa publicada y en aplicación, mientras que las medidas que podamos obtener del fotopigmento melanopsina nos darán valoraciones cualitativas que no podemos clasificar por el momento en ninguna categoría concreta.

Referencias y documentos de interés:

CIE Position Statement on the Blue Light Hazard. April, 2019

CIE Position Statement on Non-Visual Effects of Light. June 28, 2015

UNE-EN 62471:2099 Seguridad fotobiológica de lámparas y de aparatos que utilizan lámparas.

Directiva de Radiación Óptica Artificial (2006/25/CE).

IEC/TR 62778 Ed. 2 “Application of IEC 62471 for the assessment of blue light hazard to light sources and luminaires”

CIE DIS 026/E; CIE System for Metrology of Optical Radiation for ipRGC-Influenced Responses to Light. 2018 Edition, 2018

Measuring and using light in the melanopsin age. Robert J. Lucas et al; doi 10.1016/j.tins.2013.10.004

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Feliz Día Internacional de la Luz – 16 Mayo

Casualmente, fue en 2015 cuando fundamos candelTEC, año que había sido declarado por la Asamblea General de las Naciones Unidas “Año Internacional de la Luz y las Tecnologías basadas en la Luz”. A nosotros nos viene bien esta coincidencia, dado que trabajamos con la luz: midiendo su intensidad, distribución o cromaticidad en productos industriales empleados en múltiples aplicaciones.

Hoy, 16 de mayo, celebramos el Día Internacional de la Luz, conmemorando el aniversario de la puesta en funcionamiento del primer láser por parte de Theodore Maiman en 1960. En este día (o más bien en fechas cercanas a este día), son muchas las actividades y eventos que se celebran en todas partes del mundo para dar a conocer las investigaciones y aplicaciones tecnológicas relacionadas con la luz: conferencias, demostraciones, concursos, premios, ferias… (https://www.diadelaluz.es/).

Es una buena excusa para recordar los muchísimos ámbitos de aplicación de las tecnologías ópticas y fotónicas en nuestras vidas. Sin pretender dar una lista completa, podemos encontrar innumerables aplicaciones en campos como la energía, salud, herramientas de fabricación, dispositivos de sensado, comunicaciones y, cómo no, la iluminación.

La iluminación constituye uno de los ejemplos más directos e intuitivos cuando hablamos de óptica y fotónica, de investigaciones y aplicaciones relacionadas con la luz. Además, en los últimos años ya no nos limitamos a la generación y la manipulación de la luz. Desde que se demostró la existencia de células sensibles a la luz que no participan del proceso de la visión, sino que sirven para la regulación, entre otros, de los llamados ritmos circadianos, se ha incrementado enormemente el alcance de las investigaciones vinculadas a la percepción (visual o no) de la luz y los efectos que pueden causar en las personas.

La iluminación nos envuelve en prácticamente todos los ámbitos de nuestra vida, tanto la natural como la generada artificialmente, nos acompaña sin que la valoremos en la gran mayoría de los casos, salvo cuando es deficiente. Deficiente por escasa o mal distribuida. Deficiente también por exceso: deslumbradora, inapropiada e incluso innecesaria.

Queríamos contribuir en el Día Internacional de la Luz con este post, con el fin de destacar la importancia de disponer de una buena iluminación para la realización de las actividades que a diario desarrollamos: niveles de iluminación adecuados, ausencia de deslumbramientos, contrastes que faciliten la percepción del entorno, eficacias razonables y atención al color de la luz, a su composición espectral. Y no olvidemos considerar el entorno en el que vivimos y que deberíamos conservar. A veces también hay que apagar la luz.

Y sirva también este post, para desearos desde candelTEC, un Feliz Día Internacional de la Luz.

XLIV Simposium Nacional de Alumbrado

El pasado miércoles 23 de Mayo, candelTEC asistió al XLIV Simposium Nacional de Alumbrado en Guadalajara con la ponencia Últimos avances en la evaluación de la reproducción cromática: índice de rendimiento cromático (Ra) e índice de fidelidad cromática (Rf) presentada por nuestra compañera Elena Sanjuán.

El objeto de esta ponencia es hacer una revisión de la normativa, publicaciones e investigaciones relacionadas con la visión del color utilizando fuentes de tecnología LED, dónde se ha llegado y qué falta por definir o establecer.

Con el desarrollo de la tecnología y la mejora de los productos LED, ha resultado necesario plantear nuevas métricas para estimar con mayor precisión la percepción cromática.

A lo largo de la ponencia se analizaron los diferentes documentos que tratan la evaluación del rendimiento cromático: CIE13.3:1995, IES TM-30:2015 y CIE 224:2017, se explicó la diferencia entre el cálculo de Ra (uso de 8 muestras de color, observador 2º y comparación con una fuente de referencia) y el Rf (uso de 99 muestras de color y observador 10º y comparación con una fuente de referencia), haciendo especial hincapié en que el método de medida es el mismo, lo que cambia es la forma de analizar los datos. Por supuesto, se trata de diferentes descripciones de las fuentes, no hay influencia alguna en el proceso de la percepción individual del color.

Además, se mostraron los resultados partiendo de diferentes distribuciones espectrales de luminarias LED que dan lugar a distintas temperaturas de color.

Por último, se presentaron los resultados de las investigaciones realizadas por el NIST sobre las preferencias de los usuarios en el color de la luz, analizando diferentes Duv.

Como conclusión, tras las últimas investigaciones y esfuerzos realizados por mejorar la manera en la que se determina la capacidad que tiene una fuente de reproducir los colores, se ha conseguido mejorar el proceso de comparación, pasar de analizar 8 muestras de color a analizar 99. Pero todavía nos queda un paso más y es determinar qué valores de Ra y Rf son adecuados para cada producto y cada aplicación.

Para más información, descargue el PDF de la presentación aquí:

XLIV Simposium nacional de alumbrado

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Tolerancias en la definición de la colorimetría de fuentes LED

A partir de la distribución espectral de una fuente luminosa obtenemos sus coordenadas cromáticas, temperatura de color e índice de rendimiento de color, siendo los dos últimos parámetros válidos para fuentes de luz blanca.

Es habitual definir la cromaticidad de una fuente de luz con su temperatura de color, pero este dato por sí solo no informa inequívocamente del color de la fuente. Con una misma temperatura de color, encontramos productos que presentan un aspecto cromático diferente: en un producto de 3000K, podemos ver una luz amarillenta o rosada.

Además de la temperatura de color correlacionada (Tc), que corresponde a una isolinea que cruza la del cuerpo negro en la “zona de los blancos” de la lengua de color, necesitamos la distancia (Duv) desde la línea del cuerpo negro a las coordenadas de color de nuestra fuente (Fig.1).

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Fig.1. Duv en el diagrama CIE1960 (u, v) [1]

Con estos dos datos tendremos la misma información sobre la cromaticidad de la fuente que con sus coordenadas colorimétricas. Pero falta algo más, especialmente para el fabricante o integrador, información sobre las tolerancias de estos valores para evitar diferencias de color entre productos. ¿Cuáles deben ser estas tolerancias?

Por un lado, tenemos la indicada en normas, directivas, pliegos de condiciones, por ejemplo, Tc = 3000 K ± 200 K. Esto simplemente nos indica qué rango de temperaturas de color son aceptables para una determinada instalación, no quiere decir que una diferencia de 300 K no sea apreciable visualmente.

Por otro lado, tenemos la tolerancia que el fabricante quiera asumir en sus productos. En algunas aplicaciones es un asunto clave, por la necesidad de apreciación de las diferencias de color bajo esa iluminación o el cambio de aspecto del propio LED en función del ángulo de emisión, aquí aparece el concepto de “uniformidad angular del color”.

Finalmente hay que hablar de las diferencias perceptibles de color, que habitualmente se relacionan con los pasos en las elipses de MacAdam, definidas en 1942 utilizando un iluminante C (6800 K) actualmente en desuso. Este método no es adecuado para la tecnología actual [2], y como alternativa, la CIE propone el uso de los circulos u’v’.

El diagrama de cromaticidad CIE (u’, v’) es el espacio de color más uniforme para fuentes de luz. En este diagrama podemos representar las elipses MacAdam de cinco pasos y centrados en estas elipses trazamos círculos de radio 0.0055, que prácticamente se superponen, es decir, los círculos pueden reemplazar las elipses de MacAdam en esta “región blanca”, alrededor de la línea del cuerpo negro en el diagrama (u’, v’). (Fig.2)

figura 2

Fig.2. Elipses MacAdam de cinco pasos (negro) y círculos de radio 0.0055 (rojo) en el diagrama (u’,v’). Los pasos se miden desde el centro del círculo, por lo que entre extremos de cualquier diámetro habrá 10 pasos. [2]

Por coherencia con las elipses de MacAdam, el término “n-pasos en círculo u’v’” se define como un círculo en este diagrama con un radio de n veces 0,0011. En esta región del diagrama (u’. v’) se considera que una diferencia de color perceptible con una probabilidad del 50%, equivale a 0,0013 (0,0011 × 1,18).

La CIE recomienda especificar las tolerancias de cromaticidad para fuentes de luz para iluminación general mediante círculos u’v’, en lugar de elipses MacAdam. En el caso de LEDs, alternativamente, se pueden usar cuadrángulos.

Igualmente se recomienda esta especificación para la uniformidad angular de la cromaticidad (cambios de color al variar el ángulo de observación) y el mantenimiento de la cromaticidad a largo plazo. Se desaconseja el uso de la desviación estándar de coincidencia de colores (SDCM) o la mínima diferencia perceptible (JND) como medida de diferencia de cromaticidad [3].

figura 3

Fig. 3. Cuadrantes para 4 pasos en el diagrama CIE1931 [4]

 

Con respecto al efecto de la variación angular del color, cabe destacar la importancia de disponer de información sobre la variabilidad de este parámetro para el LED seleccionado.

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Fig.4. Iluminación producida por una luminaria de 4018 K (valor global), con variación angular de temperatura de color entre 4400 K y 3700 K. Foto: candelTEC.

En definitiva, en la selección de LEDs debemos plantearnos las necesidades reales que tendrán el producto y la instalación, por lo que es importante identificar el círculo u’v’ en el que se encuentra y considerar:

  • Valor global integrado: definirá la zona en la que se encontrará nuestro producto.
  • Uniformidad angular del color, definida como la mayor desviación de cromaticidad entre cada dirección de emisión y el valor de cromaticidad global integrado.
  • Mantenimiento del color a largo plazo.

Además de estos tres parámetros, también se debe valorar el índice de rendimiento del color (IRC o Ra), aunque este parámetro merece un artículo aparte. Recientes investigaciones han dado lugar a revisiones de este parámetro, definiendo el índice general de fidelidad del color [5], que nos permite realizar una mejor evaluación de la calidad de la iluminación para apreciar colores, y se continúa trabajando en otras medidas de calidad de color relacionadas con la percepción.

 

[1] Color Quality Metrics – Recent Progress and Future Perspective (Y. Ohno – NIST)

[2] IEC 60081 1997

[3] CIE TN 001:2014

[4] ANSI/NEMA C78.377-2017

[5] TM30-15, CIE224:2017

 

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CandelTEC, laboratorio acreditado por ENAC

CandelTEC, desde el pasado 21 Julio 2017, ha comenzado a formar parte de la red de laboratorios acreditados ENAC (código asignado de acreditación 1265/LE2410). Desde aquí, queremos agradecer especialmente a todos nuestros clientes su apoyo y paciencia a lo largo del proceso.

 

candeltec ENAC

La importancia de acreditarnos

ENAC (Entidad Nacional de Acreditación) es el organismo designado por la Administración para establecer y mantener el sistema de acreditación a nivel nacional, de acuerdo a normas internacionales, siguiendo las políticas y recomendaciones de la UE. La acreditación es la herramienta establecida para generar confianza en la correcta ejecución de un tipo determinado de actividades.

Concretamente, la norma de referencia para la acreditación de un laboratorio de ensayo es la UNE-EN ISO/IEC 17025.  Exigiendo así que el laboratorio disponga de un sistema de gestión de la calidad, dotando al laboratorio de capacidad para proporcionar un servicio adecuado a sus clientes.

Para un laboratorio acreditado es necesario tener un control estricto de los equipos de medida, un uso y mantenimiento adecuado. Debemos someterlos a un plan de calibración que nos proporcione información fiable sobre sus incertidumbres y nos garantice la trazabilidad de las mediciones.

Recurrir a un laboratorio acreditado proporciona a las empresas la confianza y seguridad de disponer de medios y métodos técnicos altamente competentes, para obtener así fiabilidad en sus resultados.

Algunas de las ventajas de contratar laboratorios acreditados por ENAC

Reconocimiento internacional de los resultados

A través de un sistema de acuerdos internacionales, los resultados emitidos por un laboratorio bajo la acreditación de ENAC tienen reconocimiento en más de 90 países de todo el mundo. Este reconocimiento permite que los resultados sean más fácilmente aceptados en mercados exteriores, ayuda a reducir costes y elimina la necesidad de volver a realizar pruebas en otro país.

Evaluación continua del laboratorio

Los laboratorios son re-evaluados periódicamente lo que obliga al laboratorio a estar constantemente adecuando sus procesos para cumplir con los requisitos y con el fin de obtener los resultados más fiables. Estas auditorías las realizan auditores técnicos especializados que verifican que el laboratorio ha actuado de manera sistemática cumpliendo los requisitos de acreditación.

Defensa ante posibles errores

Los laboratorios acreditados deben disponer de un sistema de tratamiento de reclamaciones. ENAC por su parte también puede actuar si el cliente del laboratorio no queda satisfecho con la respuesta de éste (este servicio y los términos legales aplicables están disponibles en su página web)

A continuación, presentamos nuestro alcance de acreditación:

Norma de Referencia/ Reference standard: UNE-EN ISO/IEC 17025:2005

Titulo del Alcance de Acreditación/ Title (3): FOTOMETRÍA Y CROMATICIDAD FUENTES LUMINOSAS / PHOTOMETRY AND CHROMATICITY OF LUMINOUS SOURCES

Categoría/Category (4): 0

Área Técnica (5): ENSAYOS DE CARACTERÍSTICAS FOTOMÉTRICAS, CROMÁTICAS Y DE SEGURIDAD ÓPTICA EN PRODUCTOS PARA ILUMINACIÓN

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