Conceptos fundamentales de la iluminación

La visión de nuestro entorno se crea en nuestro cerebro, específicamente en la región occipital que es donde se procesa la visión (imagen 1), osea donde se "crea" por así decirlo la descripción o modelo de mundo que vemos a nuestro alrededor a partir de las ondas luminosas que llegan a nuestros ojos.

Unos elementos celulares sensores llamados conos y bastones que se encuentran en el ojo y que tienen la cualidad de convertir la energía lumínica (electromagnética en su naturaleza) en pulsos eléctricos que viajan a través del nervio óptico a dicha región occipital del cerebro y en donde se decodifica la información de luminosidad, color, forma, movimiento enviada a través de ese nervio óptico y en donde se acaba dando forma a ese mundo externo con el que interactuamos.

El cerebro decodifica y crea formas, colores, texturas, movimiento y en general una imagen en movimiento del entorno que le permite tomar decisiones concretas en función de la situación propia respecto a ese entorno.

La visión descrita de esa forma es útil solo en la presencia de ondas electromagnéticas de cierto rango de frecuencias (llamadas luz visible) que son las que pueden los conos y bastones convertir en pulsos eléctricos. La fuente natural que se cree dió origen evolutivo a ese complejo sistema biológico llamado visión, es nuestra estrella, el Sol. De noche, ante la ausencia de esa potente luz natural, el ser humano pronto descubrió que era crítico para su superviviencia encontrar fuentes de luz artificial, y surgió la tecnología de la iluminación.

Solo en la presencia de la luz visible es que el cerebro puede crear una descripción lógica del entorno circundante. Como ya dijimos, el tamaño y forma de un objeto, su color, textura y brillantés solo se describen en términos de percepción de ondas luminosas (luz).

A menos que un objeto sea en si mismo una fuente de luz, nuestro sistema de visión no podrá percibirlo si no es "irradiado" por otra fuente de luz visible y su estructura atómica sea capaz de "rebotar" esa luz hacia nuestros ojos.

Los fundamentos de la iluminación se establecieron para poder determinar que "vemos" y que "tan bien" lo vemos cuando hay luz en el entorno.

Los diseñadores de lámparas y fuentes de iluminación, así como aquellos que deben diseñar entornos iluminados deben estar familiarizados con esos fundamentos.

El LED surgió como vimos anteriormente como una fuente de luz basada en un fenómeno semiconductor y que fue útilmente aprovechado en la señalización y en el despliegue de información principalmente, por lo que los fundamentos de la iluminación nunca fueron prioritarios para las personas trabajando en ese campo, mas allá de asegurar que el mensaje desplegado sea visible a la mayor parte de personas posible (ver imagen 2).

Sin embargo los fundamentos de la iluminación surgieron y fueron alcanzando una madurez debido a que las tecnologías para iluminar un entorno de forma artificial han estado con la humanidad ya bastante tiempo, de forma que no resultan poco familiares para la mayoría de las personas la idea de "luminosidad", "eficiencia lumínica", "color cálido", "luz blanca", "consumo energético en watts", "horas de vida útil" encontradas en el contexto de la iluminación. Y no fue problema integrar todos esos conceptos en el ámbito del uso del LED como fuente lumínica artificial.

Por otro lado, algunos otros conceptos pueden ser un poco mas desconocidos, tal como "temperatura de color", "rango cromático", etc. pero de todo eso es que hablaremos en este blog en artículos otros posteriores. En la imagen 3 se muestra una gráfica que relaciona la Temperatura de color, la luminosidad entre otros parámetros, en el campo de la luminosidad espectral de cuerpos astronómicos, solo como ejemplo.

A ese conjunto de descripciones sobre la iluminación le llamaremos "Parámetros cuantitativos" y sirven para dar una idea al diseñador de espacios iluminados que tan bien puede resolver una necesidad de iluminación una tecnología en particular, en nuestro caso de interés, el LED.

Al entrar como alternativa tecnológica, el foco o iluminador LED, como producto entra al mercado medido por los consumidores en función de las tecnologías ya existentes y largamente establecidas. Las personas están habituadas a la "iluminación artificial" sin poner mucha atención a la forma como se logra esa iluminación. Entonces el foco LED no es un producto que venga a ofrecer una solución novedosa, sino mas bien diversos beneficios diferenciados respecto a otras tecnologías de iluminación.

El consumidor final espera calidad de iluminación, uso sin complicaciones (tal como cambiar un foco normal por uno LED directamente en el socket sin tener que cambiar cables u otra cosa), un amplio surtido de opciones y precios equitativos.

Entonces, el reto no es fácil a la hora de introducir un producto nuevo basado en una tecnología diferente de otro que ya tiene bastante tiempo existiendo. Las ventajas comparativas deben ser claras y para ser consciente de esas ventajas, primero debe entenderse lo que se esta comparando. Es ahí donde se hace necesario entender los parámetros cuantitativos de la iluminación ya que estos describen de forma medible que tan bien las fuentes de luz cubren el propósito de iluminar artificialmente un entorno y a partir de ahí hacer comparaciones útiles para evaluar el costo/beneficio de ambas y decidir cual es mejor opción.

Mas allá de esto que hemos dicho, a simple vista varios son los beneficios palpables del foco LED respecto a otros tipos de fuentes de luz. Uno de ellos al que nos hemos ido poco a poco acostumbrando es el rango cromático. Ahora es mas común ver entornos iluminados (imagen 4) con múltiples colores e incluso con colores cambiantes, lo cual ha modificado los entornos urbanos de formas que antes se podía, pero era técnicamente complejo y costoso.

Hoy en día con el LED,  un solo emisor de luz puede generar un rango de colores de luz usando un pequeño aparato que modifique intensidades luminosas de forma selectiva por colores pudiendo a partir de unos pocos colores básicos generar millones de tonalidades. Hablaremos mas de eso en el futuro.

Y este es solo un ejemplo, pero mas adelante iremos mostrando varios ejemplos mas que justifiquen el punto, de que el LED es la tecnología de iluminación del presente y del futuro, y que ahora es el momento de brincar hacia esa tecnología. En entradas futuras comenzaremos a describir y explicar mas detalladamente los parámetros con los que se mide el desempeño de las tecnologías de iluminación. 

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Atribuciones:

Imagen 1) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neural_pathway_diagram.svg. Mads00, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons

Imagen 2) https://www.flickr.com/photos/massdot/9708054689/. Public Domain

Imagen 3) Vallastro, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons

Imagen 4) https://pxhere.com/es/photo/638805. Public Domain