La calidad de la luz del LED (2ª parte)

En la mayoría de nichos de mercado de iluminación, la calidad de la luz que obtenemos con lámpara LED es suficiente, normalmente suele ser tan elevada como con las lámparas convencionales equivalentes y, en muchos casos, el LED ya supera a la luz convencional.

El uso del LED en las distintas aplicaciones
En iluminación exterior, tanto viaria como urbana u ornamental, tenemos buenos rendimientos luminosos con CRI aceptables. Por ejemplo en iluminación viaria, podemos conformarnos con un CRI 70 para maximizar el rendimiento en lm/w, mientras que en iluminación peatonal o de jardines podríamos preferir un CRI más cercano a 80 ó 85, aún a costa de perder un poquito de rendimiento lumínico, pues este aspecto no es tan crítico en este tipo de proyectos.

En iluminación interior, el led puede ser el sustituto directo de lámparas fluorescentes o incandescentes. Si comparamos con los fluorescentes trifósforos (los de mayor CRI, utilizados por ejemplo, en oficinas), el led ya les iguala en calidad cromática, mientras que les supera bastante en rendimiento final. Para aplicaciones industriales ode requerimientos lumínicos menores, el led supera con mucho margen a las mejores soluciones de descarga (vapor mercurio, halogenuros, sodio de alta cromaticidad, inducción, etc.).

En proyectos de hostelería, restauración, ocio y edificios públicos, en sucesivas épocas se abusó de la fluorescencia convencional, después se abusó de la lámpara dicroica, más tarde se utilizó exageradamente la fluorescencia compacta, y finalmente los halogenuros cerámicos. Hoy, todas estas tendencias han quedado superadas por las mejores prestaciones globales del led, ante cualquier solución convencional. Pero como todo en la vida, corremos el riesgo de utilizar en exceso el led, fijándonos sólo en la economía y sin prestar suficiente atención a la calidad de la luz. ¿Cuántos negocios o espacios públicos habremos visto destrozados bajo la típica luz “azulada” de un led de 6000K o más?

Actualmente el led es mejor en casi todas las aplicaciones, siempre que el presupuesto inicial se controle y los costes de explotación se calculen correctamente. El led puede igualar o mejorar en calidad visual a las soluciones típicas, con casi el único hándicap del deslumbramiento, que debe controlarse mucho, pues puede estropear un proyecto aparentemente bien calculado, pero que utilice unas luminarias no suficientemente apantalladas.

En cambio, en iluminación de teatros y artes escénicas, ha habido un cierto decalaje temporal, pues éste es uno de los sectores en los que el led ha irrumpido más tarde, debido a que las lámparas incandescentes y halógenas utilizadas durante muchos años eran difíciles de superar técnicamente, por su calidez y facilidad de dimerización, y al mismo tiempo, eran muy económicas.

Cómo se consigue la tonalidad de color (CCT) y cómo se mide la reproducción cromática (CRI) de la luz LED
En primer lugar, recordaremos cómo se consiguen las tonalidades de luz. En los ledes de luz fría, los fósforos utilizados por los fabricantes son un filtro “amarillo”, generalmente para corregir un led azul. En los ledes de luz neutra, ya se usan dos tipos de fósforos, rojo y verde. Y en los ledes más cálidos se usan tres tipos de fósforos (rojo, azul, verde) yel led puede ser azul o violeta. El uso de mayor número de fósforos (o filtros) da una idea de por qué la luz más cálida pierde rendimiento respecto a la fría (que sólo lleva un filtro). Generalmente, el uso de más filtros se asocia también a una mejora del rendimiento de color o CRI. Pero esto no es cierto en el 100% de casos.

El CRI, usado durante más de 50 años, era un dato que se obtenía promediando los resultados de pruebas comparativas con unos colores de referencia, generalmente 8 tonos pasteles. En las lámparas más cálidas, la luz testada se comparaba con la luz de referencia procedente de un cuerpo negro incandescente. En las lámparas más frías, a partir de 5000K, la luz de referencia era un espectro de luz día, muy completo. Y por tanto, el valor CRI obtenido por un determinado fluorescente, o un led, era cierto respecto a estos 8 colores de referencia.

En la práctica, los ledes son luces mucho mas saturadas de color que los fluorescentes, por lo que el CRI no era la mejor forma de medir su luz, y tras descartar recientemente el CQS, se ha llegado a la normativa TM-30-2015 que se publicó en septiembre de 2015.

Normativa TM-30-2015
(Referencia: Documentos oficiales de U.S. DOE. El data sheet de la norma tiene 6 páginas, no podemos reproducirlo todo en este ámbito, resumimos únicamente lo más destacable).

Bajo este procedimiento, y en primer lugar, la luz que queremos testar se compara con una luz de referencia que tiene la misma temperatura de color correlacionada (CCT).

Colores Base según la norma TM-30-2015

Otro aspecto importante es que las comparaciones se basan en una tabla de colores con 99 referencias, en lugar de las 8 utilizadas con el CRI. Se mide la luz reflejada en cada uno de los 99 colores, de esta forma conoceremos la composición de la luz en todo su espectro cromático.

Para evitar el cambio brusco que se daba con el índice CRI a los 5000K, en la TM-30-15 se utiliza una luz mezclada en un rango entre 4500K y 5500K. Otra diferencia importante es el uso del CAM02-UCS (espacio de color uniforme) que ofrece mejor uniformidad que el usado anteriormente, el espacio de color CIE 1964 U*V*W. Con todas estas mejoras en el test, se consigue una mayor uniformidad espectral y el resultado comparativo es más fiable.

Comparación entre los métodos CIE CRI y el nuevo sistema TM-30-2015

Para los más animosos, la norma está a la venta en la web de www.ies.org por un precio de 50 US$. También, están disponibles cursos online o “webinars” organizados por IES y US DOE , la próxima fecha será el día 3 de febrero, accesible por ejemplo desde la web de Lux Review, http://luxreview.com/global/all/webinar ola de IES.

Algunos aspectos a considerar de la normativa TM-30-15 (fuente: webinar US DOE - IES)

Esta norma es muy útil conocerla de cara al futuro, pero es algo compleja y empezó a ser conocida a final de 2015, así que, si vemos que resulta interesante, volveremos a escribir un poco sobre la cuestión en las próximas semanas.

Texto de Alfred Sá

Alfred Sá se dedica a la iluminación desde 1986. Es ingeniero técnico industrial en electricidad y Lighting Designer. Es propietario del estudio independiente NUR L+D, y miembro profesional senior de APDI. En 2015 ha publicado el libro “Aplicaciones del LED en diseño de iluminación”, en el cual iCandela también ha colaborado como media partner.

Más información: alfred-sa@nurlighting.com y www.marcombo.com .