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La CIE es la organización líder internacional en el campo de la iluminación, y es reconocida por ISO como un ente internacional de estandarización. Para ser internacionalmente aceptado y usado, un sistema fotométrico debe ser adoptado y recomendado por la CIE.
El comité técnico de la CIE TC 1-58 “Performance visual en el rango mesotópico” ha concluido su labor, y el resultado es un sistema recomendado para fotometría mesotópica basada en la performance visual. Esto será pronto publicado como CIE Technical Report, el que formará las bases de una futura Norma ISO/CIE que se está preparando en este momento.
El desarrollo de un sistema efectivo para fotometría mesotópica ha sido un tema pendiente en la comunidad luminotécnica internacional durante varias décadas. Es alentador dentro de la CIE que, luego de 70 años de investigación, haya llegado el momento de publicar un sistema práctico de fotometría mesotópica, lo que será también un importante avance para la CIE.
Toda la tecnología y práctica luminotécnica se basa en la fotometría, la medición de la radiación visible. La fotometría provee un método de evaluar la luz en términos de la sensibilidad espectral humana. Hasta ahora, la base de todas las fotometrías ha sido la curva de eficiencia espectral luminosa fotópica de la CIE, V(λ), establecida en 1924. La curva de eficiencia espectral luminosa escotópica, V’(λ), fue establecida en 1951, pero no ha sido utilizada en la fotometría práctica.
La zona de luminancia mesotópica cubre el rango entre las fotópica y escotópica. Las aplicaciones de la iluminación mesotópica incluyen el alumbrado de rutas y calles, áreas exteriores y otros entornos de tránsito. Hasta ahora no ha existido un sistema internacionalmente aceptado de fotometría mesotópica. Esto significa que no ha habido ningún método adecuado para evaluar la efectividad visual de productos e instalaciones de alumbrado en dicha zona.
La tarea del comité técnico TC 1-58 fue adoptar una base de aproximación a la performance visual, lo que significa que las funciones esenciales de sensibilidad espectral se basan en criterios de performance sobre tareas visuales, tales como reconocimiento, detección y tiempos de reacción, y no sobre la impresión de brillo. En la zona mesotópica la sensibilidad espectral del sistema visual humano no es constante, sino que cambia con el nivel de iluminación. Eso se debe a la cambiante contribución de los bastones y los conos sobre la retina. Entonces, no necesitamos una única curva de sensibilidad espectral mesotópica sino varias, junto con un procedimiento definido para usar esas curvas en un sistema de medición fotométrico. El nuevo sistema mesotópico describe la eficiencia luminosa espectral, Vmes(λ), en la región mesotópica como una combinación lineal de la función eficiencia luminosa espectral fotópica, V(λ), y la función eficiencia luminosa espectral escotópica, V’(λ).
Para aplicar la fotometría mesotópica se necesita, como dato de entrada, la relación S/P de la fuente, derivada de sus datos espectrales. (S/P viene de la relación Scotopic/ Photopic, del original en inglés.) Ésta es la relación entre la emisión luminosa evaluada de acuerdo con la curva escotópica V’(λ) y la evaluada de acuerdo con la curva fotópica V(λ). Cuanto mayor sea la relación S/P, mayor será la eficacia de la fuente luminosa en términos de diseño mesotópico.
El uso del dimensionado mesotópico cambia el flujo luminoso y, consecuentemente, el valor de la eficacia de la lámpara. Muchas de las fuentes de “luz blanca” corrientemente usadas en aplicaciones tales como el alumbrado de rutas tienen relaciones S/P de 0,65 aproximadamente (lámparas de sodio de alta presión, por ejemplo) y 2,50 (algunas de mercurio halogenado, por ejemplo). Las relaciones S/P de LED de luz blanca cálida están alrededor de 1,15 y la correspondiente a LED de luz blanca fría, alrededor de 2,15. El uso del nuevo sistema mesotópico para calcular la luminancia efectiva de esas fuentes de luz blanca resultará en un significativo cambio en su eficacia aparente. Por ejemplo, a una luminancia fotópica de 1 cd/m2, el uso del sistema recomendado resulta en un cambio entre -5 y 15% para lámparas con relaciones S/P entre 0,5 y 2,5; a 0,3 cd/m2, el cambio está entre aproximadamente -10 y 30%.
Debido a su rápido desarrollo, los LED están incrementando su penetración en el mercado de la iluminación. Los LED ofrecen nuevas soluciones a varias aplicaciones mesotópicas, además de la posibilidad de producir fuentes de luz con propiedades espectrales variables.
Dependiendo del espectro de los LED, su clasificación en una escala de eficiencia luminosa puede estar sujeta a cambios significativos si se usan funciones de eficiencia luminosa mesotópica en lugar de las fotópicas. Un sistema CIE para fotometrías mesotópicas dará a los fabricantes fundamentos sobre los cuales desarrollar LED que sean optimizados para aplicaciones de bajo nivel de iluminación. Consecuentemente, las publicaciones CIE venideras sobre fotometría mesotópica podrán también tener un mayor impacto sobre la evolución y adopción de LED como la fuente de luz del futuro.
Un dimensionado mesotópico favorece a las fuentes de luz blanca con una relación S/P elevada; un beneficio adicional del uso del diseño mesotópico es la característica de buen rendimiento al color de la luz. Se espera que esto allane el camino para el uso de LED blancos en la iluminación de exteriores.
El uso de fotometría mesotópica promoverá el desarrollo de productos de alumbrado mesotópicamente óptimos. Le dará a los fabricantes fundamentos sobre los cuales desarrollar fuentes de luz optimizadas para aplicaciones de bajos niveles de iluminación. Esto resultará en mejores relaciones de eficiencia energética y efectos visuales en situaciones de alumbrado exterior. La exactitud del instrumental usado en aplicaciones mesotópicas puede incrementarse teniendo en cuenta la sensibilidad espectral real a esos niveles. La industria y los usuarios serán fuertemente motivados a usar un método fotométrico que es válido y funcionalmente relevante.
El desarrollo de la fotometría mesotópica es el resultado de una enorme cantidad de trabajo de investigación realizado en varias organizaciones y países durante varias décadas. Es el mayor cambio relevante para la comunidad científica internacional y la CIE. Finalmente, en 2010 tenemos un sistema fotométrico mesotópico para acompañar al fotópico V(λ), que ha servido desde 1924.
Ahora se necesitan acciones para poner al nuevo sistema fotométrico/mesotópico en uso práctico, para lo cual es necesario tener orientaciones de diseño para dimensionado del alumbrado mesotópico, como ser guías sobre cómo usar este sistema en alumbrado de rutas, caminos peatonales y áreas urbanas. Hay ciertos puntos que requieren consideración por parte de organizaciones de especificadores, autoridades viales, diseñadores y la comunidad luminotécnica internacional. Por ejemplo, pueden ser necesarios distintos criterios de especificación en situaciones donde hay que procesar diferentes valoraciones en la visión central y periférica. A fin de alcanzar plenamente los beneficios del nuevo sistema fotométrico/ mesotópico, es de esperar que el desarrollo de las guías sea incluido inmediatamente dentro del programa de trabajo de la CIE en forma de un nuevo comité técnico.
Prof. Liisa Halonen & Dr. Marjukka Puolakka
Presidente y secretaria del comité técnico
CIE TC 1-58.
Nota: En septiembre de 2010 se publicó el Technical Report CIE 191:2010, que desarrolla el método mencionado. Se lo puede adquirir en la CIE.
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