La iluminación led y sus riesgos medida, límites y requisitos

Jesús Sánchez Pando

Laboratorio Central Oficial de Electrotecnia (LCOE)

1. Antecedentes y objeto de la ponencia

Introducción

Con la aparición de las distintas tecnologías del alumbrado siempre ha estado asociado distintos riesgos que han sido necesarios reducirlos o eliminarlos.

Desde la aparición de la luz incandescente hasta la actualidad con la irrupción de la tecnología led, en todas las fases del desarrollo se han detectado riesgos que podían afectar de manera sensible a partes del cuerpo, habiéndose detectado riesgos provocados por infrarrojo en ojo y piel (provocado por luz halógenas), riesgo por la acción de la luz ultravioleta (provocado por luces con emisión de radiación ultravioleta como lámparas de halogenuros metálicos) así como el riesgo provocado por la luz azul generado por la emisión de los diodos led de alto rendimiento y que puede generar daños en la retina.

El objeto de la presente ponencia es determinar los riesgos reales a los que nos presentamos con esta nueva tecnología LED, el procedimiento de medida y la normativa a aplicar en materia de seguridad fotobiológica así como la determinación de procedimientos de medida y los límites permitidos. Finalmente se definirá los requisitos establecidos en la normativa de producto (luminarias) y sus limitaciones de uso.

2. Desarrollo y contenido de la ponencia

2.1 Seguridad fotobiológica: Normalización

Una de las primeras referencias normativas donde se hace mención a riesgos relacionados con la emisión de fuentes luminosas y en particular al laser es la IEC 825:1984 “Seguridad de radiación de productos láser, clasificación de equipos, requisitos y guía de usuario.

De aquellos primeros trabajos se fue ampliando a lo que actualmente se ha desarrollado en materia de seguridad fotobiológica de fuentes de luz y de los aparatos que los usan.

Actualmente existe una serie de normativa asociada a la serie IEC 60471 que relaciona el riesgo fotobiológico de las fuentes luminosas. En esencia cubre de una manera general una clasificación de las fuentes de luz asociadas al riesgo principal que generan, métodos de medida normalizados para la determinación de los niveles de riesgo que pueden emitir y una clasificación conforme a los niveles de riesgo.

De manera ya más específica y con la implantación de una manera masiva de la tecnología led para aplicarla como fuente de luz en entornos domésticos e industriales, se publicó por parte del IEC un documento técnico basado en la aplicación de la norma IEC 62471 para la evaluación del riesgo de luz azul en fuentes de luz y luminarias. Este documento queda recogido en la norma IEC/TR 62778 (última publicación de 2014). Este documento ya queda incluido en la norma general de luminarias en sus requisitos de seguridad donde se recogen los riesgos fotobiológicos cubriendo principalmente la radicación UV y el riesgo retinario de la luz azul.

2.2 Niveles de riesgos y su medida.

Basándonos en la norma IEC 62471, la clasificación de las fuentes de luz cubren 4 niveles de riesgo:

– Grupo exento (RG0), donde la fuente de luz no presenta ningún riesgo fotobiológico

– Grupo de riesgo 1 (bajo riesgo o RG1), donde la fuente de luz no debe presentar un riesgo debido a las limitaciones normales en la exposición.

– Grupo de riesgo 2 (riesgo moderado o RG2), donde la fuente de luz no presente un peligro por la respuesta de aversión a las fuentes brillantes de luz o al malestar térmico.

– Grupo de riesgo 3 (riesgo alto o RG 3), donde la fuente de luz no debe presentar un peligro incluso en una exposición breve o momentánea.

En este sentido la norma en cuanto a los distintos riesgos definidos (en total 7) donde cubre UV, luz azul e infrarrojo, determina unos límites de exposición a la emisión de irradiancia y radiancia espectral, en función de las distintas longitudes de ondas establecidas así como de los tiempos de exposición.

Para el caso particular de fuentes de luz aplicables a las luminarias y en el caso del riesgo retinario de luz azul, no aplica requisitos complementarios para los casos en los que la fuente de luz es RG0 o RG1.

En el caso de aquellas luminarias que excedan del RG1, deberán estar evaluadas para determinar las limitaciones de uso oportunas. En este sentido para el caso de luminarias portátiles será necesario siempre un marcado de seguridad cuyo significado es que no se debe mirar fijamente la fuente de luz en funcionamiento.

Para el caso de luminarias fijas, este símbolo se verá complementado con la distancia en metros entre la luminaria y el límite en el que se encuentra el RG2.

Por último para luminarias par niños o luminarias nocturnas montadas en tomas de corriente de red, no deberán nuca exceder del RG1.

2.3 Método de medida

Para identificar los posibles riesgos de una fuente de luz el primer paso es medir la luminancia de la fuente luminosa donde se descartaría cualquier riesgo si este valor es inferior a una luminancia de 10.000 cd/m2.

Descartado este primer paso, se debe analizar La fuente de luz y en función del tamaño determinar la vía para medir la Irradiancia de la fuente de luz (si es de tamaño inferior a un diámetro de 2,2 mm) o bien determinar la radiancia espectral si el tamaño es superior.

La medida de Irradiancia o Radiancia espectral siempre debe ser realizada a una distancia de 200 mm, siendo la medida directa con un espectrorradiometro en el primer caso o bien indirecta para el segundo. En ambos casos se podrá determinar la variable KB,v que relaciona en la misma proporción la relación entre la Irradiancia y la iluminancia o bien la Radiancia y la luminancia.

De esta forma se puede llegar a la conclusión que para fuentes de mayor tamaño si son de riesgo RG0 o bien RG1. En los casos en los que el riesgo sea superior a RG1, será necesario un cálculo para determinar la iluminacia Ethr (inversa de la variable KB).

De manera general las fuentes de luz cubiertas en las norma de luminarias suelen ser fuentes de luz grandes (atendiendo a la superficial de iluminación) por lo que en general el método de medida debe consistir en la determinación de la Radiancia espectral a 200 mm y la evaluación de la clasificación de la Fuente de luz.

2.3 Limites de riesgos

Es importante incluir los niveles límites para cada caso. En la tabla siguientes no solo se incluyen los límites de Irradiancia para la luz azul para fuentes pequeñas de luz(EB) y radiancia para la luz azul (LB). Dicha tabla está complementada por el resto de riesgos determinados en cada caso. Así mismo en la tablas e muestra las funciones de transferencia para cada efecto y los niveles de emisión con sus límites determinados por superficie iluminada y el tiempo de exposición.

3. Conclusiones

• Las fuentes de luz con tecnología led, de manera general tienen asociado un riesgo de luz azul que afecta a la retina del ojo.
• Esta fuente de energía de riesgo se encuentra en una zona de la longitud de onda visible por lo que no se puede eliminar de manera general.
• Para ello hay que reducirlo a niveles de riesgos moderados (RG0 o RG1)
• En el caso que la fuente de luz sea superior en RG1, deberá ser necesario que quede identificado en la luminaria y en otros casos advertir a que distancia puede ser dañina.
• Para este proceso en necesario disponer de una adecuada instalaciones de medida que cubra equipos de medida de espectro y medidas fotométricas.