Tunable White – Iluminación biológicamente efectiva – HCL
Tunable White
Tunable White se refiere a la capacidad de una luminaria de generar tonos de luz blancos cálidos y fríos. Estas dos gamas de temperatura de color pueden atenuarse independientemente entre sí. El usuario puede ajustar el tono de luz que desee, el cual se mantendrá a ese nivel hasta ser modificado de nuevo manualmente. Así, Tunable White no incluye ninguna temperatura de color dependiente de la hora del día. Si se desea una luz dinámica, deberá utilizarse un sistema de control.
Iluminación biológicamente efectiva
La iluminación biológicamente efectiva se describe en la norma DIN/TS 67600:2022 y en el WELL Building Standard bajo la categoría ‘luz circadiana’. Su objetivo es inhibir por completo la producción de melatonina (hormona del sueño) por la mañana y mantener así un nivel de cortisol elevado. Cuando esto ocurre, las personas están despiertas y son productivas. Para ello, en una típica jornada laboral de 8:00 a 16:30 debe existir una iluminancia cilíndrica melanópica equivalente a la luz natural superior a 250 lux MEDI (Melanopic Equivalent Daylight Intensity) al nivel de la cabeza del observador al menos durante cuatro horas por la mañana. Esto se consigue con una elevada proporción de luz indirecta en el techo y el uso de bañadores de pared adicionales. Para obtener una iluminación biológicamente efectiva no es preciso utilizar luminarias Tuneable White ni un sistema de control circadiano. Examinemos los requisitos en detalle. Los valores asumidos para el nivel de la cabeza del observador son de 1,2 m de altura para tareas sentadas y de 1,6 m para tareas de pie.
“Cilíndrica” se refiere a que se tienen en cuenta cuatro superficies de referencia verticales: al nivel de la cabeza mirando hacia delante a la pantalla, a la izquierda, a la derecha y detrás. Esto puede representarse de un modo práctico en un programa de cálculo de iluminación mediante un cubo con aristas de 30 cm de largo. Los valores de iluminancia delante, detrás, a la izquierda y a la derecha se suman y se dividen a continuación entre cuatro, obteniéndose el valor medio denominado iluminancia “cilíndrica”.
“Melanópica” se refiere a que ese valor se multiplica por el índice de eficacia melanópica de la fuente luminosa. Cada fuente de luz tiene un Índice de eficacia melanópica específico. En el espectro de la fuente luminosa hay una intensidad distinta dentro de la curva de sensibilidad visual humana V λ y de la curva de sensibilidad de la inhibición de la melatonina Smel λ. La conversión permite comparar el efecto biológico.
“Equivalente a la luz natural” se refiere a que la iluminancia melanópica equivalente a la luz diurna se multiplica por el índice de eficacia de luz natural des 1,104. Este índice se obtiene de la división de la intensidad luminosa de la luz natural normalizada D65. La curva V λ tiene la intensidad máxima de 1. La luz natural normalizada posee una menor intensidad en el área de la curva V λ (verde). Multiplicando la iluminancia melanópica por 1,104 se obtiene una intensidad luminosa visual con el mismo efecto biológico.
En las fichas técnicas de las luminarias XAL se especifica el índice de eficacia melanópica con la abreviatura MR de melanopic ratio y el índice de eficacia melanópica equivalente a la luz natural con la abreviatura MDER de melanopic daylight equivalent ratio.
La norma DIN/TS 67600 exige una iluminancia cilíndrica melanópica equivalente a la luz natural superior a 250 lux MEDI.
MEDI = Melanopic equivalent daylight illuminance (iluminancia melanópica equivalente a la luz natural). Para lograr una intensidad luminosa visual con el mismo efecto biológico, los 250 lux MEDI deben dividirse por el índice de eficacia melanópica de la fuente luminosa respectiva y dividirse a continuación por el índice de eficacia de luz natural 1,104.
Ejemplo: una fuente de luz LED convencional de 4000 K, Ra > 80 tiene un índice de eficacia melanópica del 0,75. 250 MEDI / 0,75 x 1,104 = 302 lux
Con un LED de 4000 K y Ra > 80, 250 MEDI corresponden a 302 lux visuales. Esta elevada iluminancia cilíndrica puede lograrse utilizando luminarias adicionales para la iluminación de paredes y techos.
Conclusión
Para obtener una iluminación biológicamente efectiva no es preciso utilizar una luminaria Tuneable White ni un sistema de control dependiente de la hora del día. El uso de luminarias Tunable White con un sistema de control circadiano solo es necesario si en el lugar de trabajo se permanece más allá del periodo de 8:00 a 16:30 horas. La norma DIN/TS 67600 contiene patrones de iluminación ejemplares que recomiendan una duración del día de > 8 h en invierno y < 14 h en verano. Fuera de estas horas, el nivel de iluminación y la temperatura del color deben reducirse considerablemente. Esto evita la inhibición de la hormona melatonina, necesaria para la regeneración del organismo.
HCL - Human Centric Lighting
El concepto Human Centric Lighting hace referencia a un tipo de iluminación centrada en las necesidades visuales, emocionales y biológicas del ser humano.
La norma EN 12646-1 define los requisitos visuales mínimos para las personas en los lugares de trabajo. Por su parte, DIN SPEC 67600 especifica las necesidades biológicas: más de 250 MEDI Lux por la mañana durante al menos 4 horas. Mediante la alteración de la luz, el ser humano recibe orientación sobre la hora del día. Por eso es conveniente el uso de un sistema de control lumínico circadiano. Un ajuste individual de la intensidad luminosa y de la temperatura de color puede tener efectos beneficios para las personas. El uso de conmutadores de atenuación en el lugar de trabajo hace esto posible. Algunos requisitos están definidos por las propias prescripciones visuales o biológicas. Los aspectos emocionales están supeditados a la sensibilidad del proyectista luminotécnico. Algunos ejemplos de componentes emocionales de la luz: dinámica de luz natural, máxima reproducción cromática, LED de espectro completo, Double Dynamic Lighting (cambio de la intensidad y del ángulo de apertura), forma natural de la superficie emisora de luz, alta intensidad luminosa de gran extensión en superficies de techo y paredes y configuración de la luz adaptada al sistema límbico.
El color y el diseño de una sala es un elemento esencial para satisfacer las necesidades emocionales de los usuarios. Las paredes y techos pintados en tonos oscuros absorben la luz incidente y reducen la sensación de bienestar, al igual que las estancias no pintadas que se mantienen en negro, blanco o gris. Los colores motivan a las personas y les comunican emociones. La habilitación de ejes visuales prolongados desde el puesto de trabajo relaja la vista durante la realización de una tarea visual. Esto previene la miopía. Debe garantizarse la existencia de vistas relajantes al exterior hacia el cielo y los árboles. Pero la planificación luminotécnica no es capaz de solucionar errores en el color y el diseño de un determinado recinto. En estos casos, el proyectista debe advertir de que el sistema de iluminación no podrá satisfacer las necesidades emocionales en tales condiciones.
Sumario
Las luminarias Tunable White por sí solas no son biológicamente efectivas ni funcionan según el concepto HCL. Para lograr una iluminación biológicamente efectiva es preciso utilizar altas intensidades luminosas melanópicas equivalentes a la luz natural. Esto se consigue mediante una planificación luminotécnica adaptada, y puede lograrse incluso con una sola temperatura de color. Las luminarias Tunable White con un sistema de control circadiano y altas iluminancias melanópicas satisfacen los requisitos biológicos de las largas horas de trabajo en la oficina. Las planificaciones de iluminación según el concepto HCL exigen el cumplimiento de necesidades visuales, emocionales y biológicas. Para ello deben utilizarse luminarias Tunable White con un sistema de control circadiano y medidas adicionales para satisfacer las necesidades emocionales de los usuarios.