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Seguridad lumínica y visual

Parpadeo, peligro de la luz azul e iluminación centrada en el ser humano

Todo producto tiene consecuencias para la seguridad y la salud, y una luz artificial no es diferente. Los organismos de normalización y las agencias gubernamentales de todo el mundo han tomado nota y están aplicando normas. Aquí exploramos algunos de los retos de seguridad visual relacionados con la iluminación artificial y algunas de las cosas que podemos hacer para mitigar esas situaciones.

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Seguridad lumínica

Desde las luces fluorescentes, nos hemos vuelto precavidos sobre los efectos negativos de la iluminación artificial. Las primeras lámparas fluorescentes presentaban un parpadeo que se había relacionado con una serie de problemas de salud. Ahora, con la llegada de la iluminación LED, vuelven a surgir viejos y nuevos problemas y debemos redoblar nuestros esfuerzos para solucionarlos.

  • Flicker
  • Peligro de la luz azul
  • HCL(Iluminación centrada en el ser humano)

¿Qué es Flicker?

El parpadeo se produce cuando una luz presenta un sutil efecto pulsante o estroboscópico, apenas perceptible por el ojo humano. Y sin embargo, se ha implicado en una serie de problemas, que incluyen migrañas, fatiga e incluso ataques epilépticos. Incluso se le ha atribuido la responsabilidad de la disminución de la productividad en el trabajo y de las deficiencias visuales en torno a los equipos peligrosos.

Todas las luces pueden parpadear debido a la electricidad procedente de la red eléctrica, que produce corriente alterna. Las luces fluorescentes modernas han resuelto más o menos este problema con una tecnología llamada balasto electrónico.

Con la llegada de las luces LED, vimos un renacimiento del parpadeo. Por ello, los fabricantes de LEDs han desarrollado lo que se llama un “driver” que mitiga el parpadeo. Pero no todas las luces son iguales ni tampoco lo son sus controladores, por lo que todavía se pueden experimentar luces LED con parpadeo.

Otro aspecto del parpadeo es la “atenuación”. Cuando se atenúa una luz, se colocan cortes (cortes de fase) en la onda de luz, esencialmente “cortando” partes de la luz para hacerla más tenue. Aunque no se vean los “cortes”, están reintroduciendo el fantasma del parpadeo.

MK550T Espectrorradiómetro

¿Cómo se comprueba si hay Flicker?

La mejor manera de medir el parpadeo es conseguir un medidor de parpadeo con métrica de parpadeo. Las métricas de parpadeo incluyen el porcentaje de parpadeo y el índice de parpadeo. El porcentaje de parpadeo fue la primera métrica de la historia, y medía la diferencia proporcional entre la depresión de la ola y la altura máxima de la misma (aspecto vertical). Pero no tenía en cuenta la altura y la anchura de la onda (es decir, el área) que también es un factor de parpadeo, y así nació el Índice de Parpadeo que sí tiene en cuenta la altura y la anchura.

Porcentaje de parpadeo frente al índice de parpadeo

Básicamente, los valores más altos de estas dos métricas tienden a favorecer una mayor gravedad del parpadeo.

También hay que evaluar la cantidad de parpadeo que indican las métricas. El IEEE PAR 1789-2015 proporciona directrices que sugieren la severidad de las métricas de parpadeo. Productos como el MK350S Premium incorporan estas directrices y producen un gráfico para mostrar la gravedad del parpadeo (véase el gráfico inferior, en el extremo derecho).

Porcentaje de parpadeo frente al índice de parpadeo

Hay organizaciones que establecen normas para medir el parpadeo, como la IEEE, Energy Star o la CEI. También los organismos gubernamentales estatales se toman en serio el parpadeo, proporcionando sus propias directrices.

Efectos estroboscópicos y SVM

El efecto estroboscópico puede verse como el efecto “rueda de carreta” en las películas, en el que los radios de una rueda de una carreta en movimiento parecen ralentizarse, detenerse e incluso girar en sentido contrario a las agujas del reloj. Esto también puede verse en las palas de los helicópteros.

El efecto estroboscópico también se aplica al parpadeo de la luz. Podemos utilizar el ejemplo de una luz parpadeante que ilumina una sierra eléctrica. Cuando la velocidad de los dientes giratorios de la cuchilla giratoria se sincroniza con la velocidad de parpadeo de la luz, puede parecer que las cuchillas no están girando, cuando en realidad, están a velocidades peligrosas. Como se puede imaginar, esto podría ser catastrófico en un entorno de fábrica con muchos trabajadores realizando sus tareas dentro y alrededor de la sierra.

Existe una métrica llamada SVM que mide el efecto estroboscópico. Lo proporcionan los productos de UPRtek que admiten la medición del parpadeo. A medida que aumenta la SVM, aumenta la gravedad o la visibilidad del efecto estroboscópico.

 

MK550T Espectrorradiómetro

Para obtener información completa sobre Flicker, descargue el Flicker Hanbook

¿Qué es el peligro de la luz azul?

Probablemente haya oído hablar de la Luz Azul. La luz azul es más perjudicial para los ojos que la luz roja, lo que puede parecer contradictorio porque normalmente se asocia el azul con “frío” y el rojo con “calor”. Sin embargo, la luz azul tiene una longitud de onda más corta y eso conlleva una mayor energía. Por ello, el término luz visible de alta energía (HEV) se ha aplicado a las cantidades peligrosas de luz azul. La luz HEV ha sido implicada en patologías visuales como las cataratas y la degeneración macular.

El Sol emite mucha luz azul, al igual que la iluminación LED y los monitores de pantalla plana. La distancia y el tiempo de exposición a la luz azul también son factores importantes. Y, por supuesto, hay productos en el mercado que alivian los riesgos de la HEV, como las gafas anti-luz azul o las fundas anti-pantalla azul para los monitores.

Protección contra la luz azul

A continuación se muestra la pantalla uSpectrum del espectrómetro MK350S Premium. La pantalla utiliza el modo de comparación para probar dos configuraciones diferentes, el modo “frío” y el modo “caliente”, en el panel de visualización. Obsérvese que la parte azul del espectro ha disminuido considerablemente

¿Cómo se mide el peligro de la luz azul (BLH)?

Un espectrómetro con métrica de peligro de luz azul puede proporcionar información sobre la iluminación de la HEV. Existen directrices para la seguridad de los HEV, especialmente la EIC 62778 y la IEC 62471. El MK350S Premium los utiliza para medir y evaluar la gravedad del HEV.

Datos de peligro de la luz azul del MK350S (izquierda) – Los valores RG significan “Grupo de riesgo”.

Eb, Kbv son métricas de BLH (peligro de luz azul) utilizadas por los investigadores para medir las cantidades fotométricas de luz azul que presentan un peligro fotobiológico. Se utilizan para obtener una evaluación del “Grupo de Riesgo”.

Los LED están en todas partes y, sin saberlo, estamos expuestos a luz azul de alta intensidad todos los días; en conciertos en el escenario, sentado en la silla de un dentista o incluso conduciendo de noche con luces de carretera LED brillantes. Cuánto es demasiado, y si está causando daños insidiosos en la retina con el tiempo. Aquí es donde las organizaciones de normalización, las métricas HEV y los dispositivos de medición espectral son herramientas importantes para combatir la peligrosa luz azul.

Recursos:

https://www.ledsmagazine.com/smart-lighting-iot/smart-cities/article/16695906/risk-group-determination-characterizes-photobiological-safety-in-led-lighting-magazine

https://www.researchgate.net/publication/282437539_Blue_Light_Hazard_and_Risk_Group_Classification_of_8_W_LED_Tubes_Replacing_Fluorescent_Tubes_through_Optical_Radiation_Measurements

https://www.energex.com.au/__data/assets/pdf_file/0004/757174/Blue-light-hazards-report-March-2019.pdf

¿Qué es la HCL (Human Centric Lighting)?

En los últimos años, se ha prestado cada vez más atención a cómo la luz solar puede influir en nuestro comportamiento. A lo largo de millones de años de evolución, los seres humanos se han apegado fisiológicamente a los colores de la luz del sol cuando sale y se pone cada día. Pero con la llegada de la iluminación artificial, los estudios demuestran que estos patrones de color se alteran, causando problemas de comportamiento como el insomnio y la fatiga.

Solíamos pensar que los bastones y los conos eran los únicos tipos de fotorreceptores (componentes reactivos a la luz) de nuestro sistema visual. Ahora se ha encontrado un tercer tipo de fotorreceptor.

Este fotorreceptor, llamado ipRGC, es una característica evolutiva, que es sensible a los colores de la luz solar a medida que cambian a lo largo del día.

Cuando sale el sol, la luz azul más fría hace que los receptores ipRGC pongan en marcha mecanismos para desactivar las hormonas del descanso/sueño (es decir, la melatonina) y fomentar las hormonas del despertar (es decir, la dopamina, el cortisol y la seratonina). Al ponerse el sol, los colores se vuelven más cálidos, anaranjados y amarillos, lo que favorece la secreción de melatonina para el descanso y el sueño.

“A principios de este milenio se descubrió un tercer tipo de fotorreceptores, las células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles (ipRGC), en el ojo”.

▸Human Centric Lighting (HCL) by Lighting Manufacturer

Alteración de nuestros ritmos circadianos

Cuando estos patrones circadianos se alteran, también lo hace nuestra rutina natural de vigilia y sueño. Con la llegada de las luces artificiales, la luz azul de la tarde/noche procedente de las luces del techo, de los teléfonos móviles y de los paneles de las pantallas puede desencadenar erróneamente una llamada de atención, cuando deberíamos estar preparándonos para descansar y finalmente dormir. Estas alteraciones pueden provocar insomnio, fatiga y malestar general, por no hablar de una serie de otros trastornos relacionados con las hormonas.

HCL o Human Centric Lighting se encarga de que la iluminación favorezca nuestros patrones circadianos naturales. En efecto, el objetivo de la iluminación artificial HCL es imitar los colores del Sol a lo largo del día.

 

Medición de HCL

Existen métricas para medir la HCL, derivadas de la Norma de Construcción WELL (V1) y de la CIE TN 003-2015. La imagen siguiente muestra las métricas MK350S Premium Blue Light y HCL.

 

Las métricas de HCL (arriba a la derecha), representan las cantidades de luz para ciertas longitudes de onda asociadas a un determinado fotopigmento en la retina (ver más abajo). Cuando la luz es absorbida por un fotopigmento, produce un cambio fisiológico en nuestro cuerpo. El más conocido es el “Melanopic Lux” , que representa las cantidades fotométricas de luz a 480nm, que afectarán a la melanopsina, conocida por regular nuestros ciclos circadianos.

El HCL es un emocionante avance en iluminación y fisiología. Hemos descubierto que la luz puede afectar negativamente a nuestras actividades hormonales y de comportamiento. A la inversa, es una nueva oportunidad para utilizar este nuevo conocimiento en nuestro beneficio. Y eso es utilizar la luz como forma de terapia. Y esto requiere una evaluación espectral adecuada y una medición cuantitativa de la luz.

Para más información, lea “Measuring and using light in the melanopsin age”, Trends in Neurosciences

Iluminación saludable y segura.

La iluminación no está exenta de problemas de seguridad, y puede causar una gran cantidad de problemas con el tiempo, incluyendo la degradación visual y problemas de comportamiento. Las organizaciones de iluminación e incluso los organismos gubernamentales combaten estos problemas con reglamentos y directrices. Los dispositivos de medición de luz se utilizan para ayudar a eliminar el riesgo de obtener luces que no son seguras para su uso con una evaluación y valoración precisas.

Serie de manuales

El manual de Flicker

Una mirada exhaustiva al parpadeo, por qué lo tenemos, qué problemas presenta, cómo se puede medir y qué se puede hacer para evitarlo.

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Acerca de UPRtek

United Power Research and Technology

UPRtek (est. 2010) es un fabricante de instrumentos portátiles de medición de luz de alta precisión; Espectrómetros de mano, medidores de PAR, Espectrorradiómetros, Soluciones de Calibración de Luz.

La sede central de UPRtek, el departamento de I+D y la fabricación se encuentran en Taiwán, con representación mundial a través de nuestros distribuidores globales certificados .

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