La manera de ver la iluminación y su impacto psicológico, han sido material de estudio y discusión durante años. Describir la luz como “número de lúmenes” y medirla en “lúmenes por metro” en una superficie de trabajo, ha sido la manera tradicional de describir y definir cuanta luz es necesaria para una cierta tarea.
No obstante, este concepto está siendo revisado basándose en estudios sobre el rendimiento visual y el impacto psicológico de la iluminación.
Además el “índice de rendimiento de color” (CRI) y la temperatura de color correlacionada (CCT) describen la calidad de la luz (en directa relación a cómo de reales aparecen los colores comparados a un cielo limpio a mediodía). Mientras la tecnología de iluminación evoluciona en varios tipos y colores, la simple medida de lúmenes aparece como poco adecuada para predecir lo bien que una persona será capaz de ver.
Un perfecto ejemplo de lo anterior son las lámparas de sodio a baja presión, que producen muchos lúmenes, pero solo dos colores (Amarillo y gris); la habilidad para distinguir detalles – mas allá de las formas de un objeto – se pierden bajo esta fuente de luz. Diferentes Fuentes de luz producen luz en diferentes rangos espectrales y existe una amplia variedad dentro de las lámparas fluorescentes.
La visión misma se ve afectada por muchos factores, desde la intensidad luminosa, su distribución, color y contraste a la vez que a las reflexiones, factor de deslumbramiento, calidad del aire, movimiento de los objetos y muchos otros factores.
Nuestros ojos usan diferentes estructuras para ver con luz brillante o con baja intensidad de luz. El ojo contiene conos y bastones que funcionan en sentidos opuestos. Los conos proveen la visión del color y de los detalles finos (visión fotópica) con luz brillante, mientras que los bastones toman el relevo en condiciones de baja iluminación (visión escotópica).
Con luz brillante nuestras pupilas se contraen, aumentando nuestra capacidad para percibir detalles, mientras que en la oscuridad se dilatan para permitir más entrada de luz.
Los medidores de luz e instrumentos dedicados a estas tareas siempre han sido calibrados y orientados con referencia a la luz de día y a la visión diurna, basados en la respuesta fotópica. No obstante, los estudios indican que la visión escotópica está más involucrada en la iluminación interior de lo que era previsto, afectando directamente al tamaño de la pupila.
En recientes conferencias se ha hecho hincapié a los diseñadores que especifiquen la relación fotópica/escotópica de las lámparas al seleccionarlas en orden a conseguir un mejor diseño, eficiencia y mejor visión para los usuarios.
Sam M. Berman – anterior participante en el grupo de investigación de sistemas de iluminación del Laboratorio Lawrence Berkeley y un gran abogado de la importancia de la relación P/S en la iluminación – desarrolló un factor de conversión, que aplica el factor P/S entre los distintos tipos de fuentes de luz, y a continuación expresa los lúmenes efectivos que el ojo percibe en función del tamaño de la pupila y su efecto en la visión.
Algunas lámparas, como las de sodio de baja presión, pierden la mayoría de su nivel lumínico percibido, mientras otras, como las fluorescentes de alta calidad ganan sustancialmente.
Las lámparas de LED/inducción son básicamente equivalentes a fluorescentes de alta calidad con un CRI de 80 y una temperatura de color de 4.100K.
La tabla de Berman sugiere que mientras que una lámpara T8 de 4.100K tiene una luminosidad de 90 lúmenes por watio, la pupila percibe 145 lúmenes por watio.
En un entorno en el que se cuide el contraste y la distribución de las luminarias, se necesitarán muchos menos watios y se podrán producir ahorros significativos en el gasto de energía.
Ejemplo de visión fotópica y escotópica
Comprendiendo como el ojo humano percibe la luz, un auditor de energía puede diseñar un proyecto eficiente usando menos potencia y conseguir niveles de iluminación suficientes, lo cual significa un ahorro para el cliente y un beneficio para el medio ambiente.
Referencias:
The reengineering of lighting photometry
Los lúmenes fotópicos son los medidos por un instrumento como un luxómetro. Los lúmenes escotópicos (o lúmenes de pupila) son una medida basada en como el ojo percibe la luz. A más “blanco brillante” que sea la luz, más luminosa aparecerá para el ojo humano. Un ejemplo real podría ser el siguiente:
Por la noche, conduciendo por la calle, observamos dos aparcamientos que tienen dos colores de luz diferentes. Uno es más “blanco brillante” y el otro es color “naranja”. La luz blanca brillante es conocida como Halogenuro Metálico y la luz naranja como sodio de alta presión (VSAP).
Sería correcto asumir que ambos parkings usan lámparas de 400 watios en cada mástil, siendo la potencia lumínica del halogenuro metálico de 36.000 lúmenes y la del VSAP de 50.000 lúmenes. Incluso a pesar de que ambos parkings tienen el mismo número de luces, el que usa halogenuros metálicos parece mucho más brillante que el que usa VSAP.
Por que es verdad esta observación ??, puede preguntarse.
Los lúmenes escotópicos o lúmenes de pupila, se calculan con una tabla de corrección que aplica un factor a la potencia lumínica inicial. A más “blanca brillante” luz, le corresponde un valor de corrección más elevado.
El halogenuro metálico tiene un factor de corrección de 1,49, por lo tanto el valor de lúmenes de pupila para la lámpara de halogenuros metálicos es de 36.000*1,49 = 53.640 lúmenes de pupila, mientras que el de VSAP de 400W es de 0,68, por lo tanto el valor de lúmenes de pupila del VSAP sería de 50.000*0,68 = 34.000 lúmenes de pupila.
Los lúmenes de pupila son un factor de decisión vital a la hora de diseñar el mejor tipo de iluminación para una aplicación dada. Es uno de los principios en el diseño de conjuntos de iluminación eficientes.
Después de todo, debemos prestar atención mayormente a la luz percibida que a la que pueda proceder de un instrumento de medición que solo nos dará los valores “teóricos” alcanzados, sin tener en cuenta como percibimos esa luz.
Referencias:
The reengineering of lighting photometry
