Alto CRI y baja relación M/P: ¿Se pueden tener ambos en iluminación LED?
Recientemente, un diseñador de iluminación nos habló de un trabajo en el que el cliente tenía dos peticiones. Para representar con precisión las obras de arte, la iluminación de la galería debe ser de al menos 95 CRI. Para proteger la salud de los visitantes, era necesario reducir la exposición a la luz azul. Estas dos peticiones están en desacuerdo entre sí. Este artículo analiza por qué es así y ofrece soluciones.
El desacuerdo entre dos medidas útiles
Tanto una relación M/P baja como un CRI alto son ideales. El problema es que es un desafío físico lograr ambas cosas con una única fuente de luz estática. Debes comprender qué mide realmente cada métrica para poder comprender por qué.
Cuando una fuente de luz tiene un CRI alto, revela con precisión los colores de los objetos en comparación con una luz de referencia. Una puntuación superior a 90 se considera excepcional. Esto es crucial para situaciones en las que la fidelidad del color es importante, como exposiciones de arte, exhibiciones minoristas y exámenes médicos.
El posible efecto de una luz sobre el ritmo circadiano se mide mediante la relación M/P, que significa lux melanópico a lux fotópico. Menos energía de luz azul en relación con el brillo percibido se indica mediante una relación M/P más baja. Esto se aplica a las salas de hospital, los dormitorios y cualquier área utilizada durante la noche.
La física de la compensación-off
El proceso de fabricación de la luz LED es el origen del conflicto. Se puede lograr una relación M/P muy baja de aproximadamente 0,12 utilizando un LED de CRI bajo, como un LED ámbar con unespectro estrecho de 590 nm. La curva fotópica, que mide el brillo, representa la mayor parte de su energía, mientras que la curva melanópica, que mide la luz azul que provoca el estado de alerta, representa muy poca. Sin embargo, este LED ámbar no es adecuado para iluminación general debido a su mala reproducción cromática.
Los fabricantes necesitan agregar más longitudes de onda para aumentar el CRI. La reproducción de colores cálidos se ve reforzada por el rojo y el rojo intenso. Los tonos fríos se ven afectados por espacios en el espectro que se llenan con longitudes de onda cian y azul. El espectro se llena y el CRI aumenta cuando se añaden longitudes de onda adicionales. Sin embargo, también hay un aumento de la energía debajo de la curva melanópica.
Esto fue directamenteprobado por Waveform Lighting. Compararon una lámpara halógena con un CRI perfecto de 100 con tres lámparas LED de 3000 K con valores de CRI de 82, 91 y 97. En los datos se encontraron relaciones M/P de 0,513, 0,546, 0,548 y 0,581. La relación M/P aumentó junto con el CRI. Siempre habrá más energía de luz azul en un espectro más amplio.
La limitación de la elección estática
Cualquier fuente de luz estática única requiere un compromiso debido a esta limitación física. Una lámpara de alto-CRI y alto-M/P proporciona un color excelente y una mayor estimulación circadiana. Aunque la luz azul se reduce con una lámpara de bajo-CRI y bajo-M/P, los colores aparecen erróneos y sin vida.
La importancia de esto se demuestra en la habitación de un paciente de un hospital. Para analizar eficazmente el tono de la piel y la cicatrización de heridas a las 10 a.m., un médico necesita95 IRCluz a 4000K. Para fomentar la atención, la luz debe tener una relación M/P mayor. Para promover un sueño confortable a las 10 p. m., el mismo paciente necesita una luz CRI de 95 a 2700 K con una relación M/P baja. En la misma habitación, el mismo día, hay dos demandas espectrales completamente distintas.
La iluminación blanca dinámica es la respuesta
La solución a este dilema es dejar de considerar la luz como estática. Los LED de color blanco frío y cálido se combinan en sistemas LED multi-canal para crear un blanco dinámico, también conocido como blanco sintonizable. Para crear cualquier temperatura de color a lo largo de la curva de Planck, un sistema de control modifica la mezcla.
El contenido espectral azul disminuye considerablemente cuando un sistema de blanco sintonizable se atenúa de 4000K a 2700K. Debido a que se libera menos energía de longitud de onda-corta, la relación M/P cae naturalmente. La luz tiene un efecto circadiano mucho menor y visualmente es cálida a 2700K. Es más atractivo visualmente y más fresco a 4000K.
El mayor beneficio es que el IRC se mantiene alto en todo el espectro. La relación M/P cambia según la temperatura del color y un sistema de blanco ajustable bien diseñado puede mantener 90 CRI o más de 2700 K a 5000 K.
Un marco para el diseño circadiano
Se requieren diferentes horarios de iluminación para diferentes ubicaciones. Las recomendaciones enumeradas a continuación sirven como base para las especificaciones de diseño.
Para el estado de alerta, los entornos de oficina se benefician de 4000K con un CRI mínimo de 90 por la mañana y 3000K al final de la tarde. Las habitaciones de los pacientes de los centros de atención médica deben utilizar entre 4000 K y 5000 K durante los exámenes durante todo el día y 2700 K después de las 8 p. m., con un mínimo de 90 CRI durante todo el día. Durante el horario comercial, las galerías de arte y los establecimientos minoristas pueden utilizar entre 3500K y 4000K, cambiando a tonos más cálidos si los eventos se llevan a cabo por la noche. Con todas las configuraciones en 90 CRI o más, las habitaciones residenciales deben utilizar 4000K por la mañana y 2700K o menos después del atardecer.
Asegúrese de que el CRI se mantenga por encima de 90 en todo el rango de temperatura de color al elegir productos para una instalación blanca dinámica. Verifique la compatibilidad con su sistema de control (DALI, DMX o protocolos inalámbricos) y confirme el rango de atenuación. Además, asegúrese de que en todas las configuraciones de atenuación, el controlador y la combinación de LED produzcan un verdadero rendimiento sin parpadeos-.
La elección entre una relación M/P baja y un IRC alto ya no es objeto de debate. Ambos no pueden ser entregados simultáneamente por una sola bombilla estática. Sin embargo, un sistema inteligente puede proporcionar ambas cosas en distintos momentos del día, haciendo coincidir el espectro adecuado con la actividad adecuada en el momento adecuado.
Preguntas frecuentes
P: ¿Los LED con un CRI alto realmente producen más luz azul?
R: Un LED con un CRI más alto suele tener un espectro más completo, que incluye más energía en todas las longitudes de onda visibles, a la misma temperatura de color. Las pruebas han demostrado que esto frecuentemente conduce a una relación M/P algo mayor en comparación con un LED CRI más bajo. Aunque no es significativa, la diferencia es mensurable.
P: ¿Es posible obtener una sola bombilla LED con una relación M/P extremadamente baja y 95 CRI?
R: En absoluto. Inevitablemente se agrega energía en la región azul mediante la mecánica de producir un espectro completo para un IRC alto. Una bombilla con un CRI alto de 2700 K puede tener una relación M/P razonablemente baja porque el contenido de azul ya es bastante bajo en una temperatura de color cálida como 2700 K. Esto se vuelve mucho más difícil de lograr alrededor de 4000K.
P: ¿Cuál es la relación M/P ideal para un dormitorio?
R: Elija bombillas de color blanco cálido con una temperatura de 2700 K o menos para usarlas por la noche. La relación M/P es naturalmente menor a estas temperaturas de color, normalmente menos de 0,45. El secreto es utilizar una luz M/P más cálida y más baja a medida que se acerca la noche y una luz M/P más fría y más alta durante el día.
P: ¿Las bombillas inteligentes resuelven el problema entre M/P y CRI?
R: El método de atenuar-a-calentar utilizado por la mayoría de las bombillas inteligentes de consumo reduce la temperatura del color cuando se atenúan, pero no garantiza un IRC excelente en todas las configuraciones. Un sistema de blanco sintonizable especializado con un CRI específico en todo el espectro es el método confiable para controlar tanto la calidad del color como la influencia circadiana en proyectos profesionales.
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