ANFALUM COMUNICA Nº13 PERAS CON MANZANAS

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1 ANFALUM COMUNICA Nº13 PERAS CON MANZANAS DOCUMENTO GUÍA DEL CELMA POR QUÉ ES IMPORTANTE LA NORMALIZACIÓN DE LOS CRITERIOS DE RENDIMIENTO DE LAS LUMINARIAS PARA LED EL PRESENTE DOCUMENTO ES UNA ADAPTACIÓN EN CASTELLANO DEL DOCUMENTO ELABORADO POR CELMA (FEDERACIÓN DE ASOCIACIONES EUROPEAS DE LUMINARIAS Y COMPONENTES PARA LUMINARIAS), DE LA QUE EL MIEMBRO ESPAÑOL ES ANFALUM, CUYOS EXPERTOS HAN PARTICIPADO EN SU REDACCIÓN Ref.: CELMA TF APPLES & PEARS (KR)009_CELMA GUIDE STANDARDISATION OF PERFORMANCE LED LUMINAIRES La comparación del rendimiento entre luminarias para LED debe comenzar considerando las especificaciones que cumplen con los requisitos de rendimiento de las normas IEC/PAS. 1

2 ÍNDICE 1. Introducción 2. Criterios de calidad según lo dispuesto en las normas IEC/PAS 3. Código fotométrico 4. Criterios de calidad a exigir durante la vida útil 5. Disponer de información de confianza, fiable y precisa Anexo 1 Terminología LED Anexo 2 Resumen de normas IEC y UL/IES 2

3 1. INTRODUCCIÓN El auge de la iluminación mediante LED está provocando una importante transformación de la industria del alumbrado. Los LED pueden proporcionar una gama de múltiples colores y efectos dinámicos que la iluminación convencional con lámparas de descarga no puede ofrecer, al objeto de conseguir nuevos diseños así como la creación de escenas y ambientes novedosos. Gracias a sus reducidas dimensiones y baja radiación de calor, se pueden utilizar prácticamente en cualquier lugar. Además, el hecho de ser digitales los hace programables, lo que permite posibilidades ilimitadas a la hora de utilizarlos de manera creativa y gestionarlos de forma efectiva. Por último, pero no menos importante, los LED proporcionan una larga vida útil y un ahorro en cuestión de mantenimiento y gasto energético, lo que los convierte en una solución potencialmente eficiente. Sin embargo, existe algún inconveniente. En los últimos años el mercado de la iluminación se ha visto invadido por una gran cantidad de nuevos profesionales, fabricantes e importadores que ponen en el mercado luminarias con LED cuya calidad está por demostrar. Algunos de ellos efectúan afirmaciones, proporcionan datos y prescripciones dudosas sobre el rendimiento de sus productos que, además de resultar demasiado optimistas para ser ciertas, no vienen suficientemente avaladas por una base técnica. Todos los agentes involucrados, como por ejemplo, los prescriptores y diseñadores de iluminación, necesitan saber durante cuánto tiempo va a mantener la luminaria para LED un porcentaje significativo del flujo luminoso inicial, en relación a los años de funcionamiento. Tal y como se presenta la cuestión puede resultar difícil saber en quién confiar o qué creer. La finalidad de este documento guía es intentar aclarar la situación mediante la introducción de una serie de criterios de calidad que han sido determinados recientemente en dos documentos IEC/PAS. 3

4 Como usuario de luminarias para LED es importante aplicar el mismo conjunto de criterios normalizados y, por tanto, comparables, siempre que se intente evaluar las afirmaciones, datos y prescripciones de un fabricante. Los usuarios de luminarias para LED deberían solicitar que dichas luminarias estén siempre garantizadas mediante especificaciones técnicas que cumplan con los nuevos requisitos establecidos en los documentos IEC/PAS. Existen tres elementos que se pueden normalizar: las definiciones técnicas, los métodos de medición y los valores límite. Los documentos sobre requisitos de rendimiento IEC/PAS establecen los criterios de calidad y la manera de medirlos. Ello permitirá a todas las partes interesadas valorar las comparaciones entre distintas luminarias para LED, basadas en criterios técnicos equiparables. Solo entonces dispondremos de una aplicación uniforme de los parámetros contenidos en las normas IEC/PAS que estén al servicio de los usuarios finales, prescriptores, diseñadores y fabricantes. 2. CRITERIOS DE CALIDAD SEGÚN APARECEN EN LA NORMA IEC/PAS La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) publicó recientemente dos documentos de especificaciones disponibles al público (PAS), incluyendo determinados requisitos de rendimiento: Requisitos de rendimiento IEC/PAS 62717: Módulos LED para iluminación general Requisitos de rendimiento IEC/PAS 62722: Luminarias para LED para iluminación general Ambos documentos han sido desarrollados simultáneamente para garantizar la máxima uniformidad en la definición de los criterios de calidad y sistemas de medición. Los métodos de ensayos y pruebas se definen, en la medida de lo posible, en el IEC/PAS para módulos LED. Además, la norma de luminarias IEC/PAS permite, en determinadas condiciones, el uso de módulos que satisfagan las normas IEC/PAS al objeto de reducir la cantidad de ensayos para luminarias equipadas con LED. La vida útil de las luminarias para LED es, en la mayoría de casos, mucho más larga que el tiempo previsto en los ensayos y, en consecuencia, los datos, prescripciones y las manifestaciones realizadas por los fabricantes sobre la vida útil de los productos no se pueden verificar con suficiente seguridad. 4

5 Por dicho motivo, ninguno de los documentos IEC/PAS pretenden corroborar ni rebatir las afirmaciones de los fabricantes sobre la vida útil más allá del 25% de la vida útil nominal (con un máximo de 6000 horas). Para validar una afirmación sobre vida útil, es necesario extrapolar los datos de los ensayos; actualmente se está considerando un método general para proyectar datos de medidas más allá del tiempo limitado de la prueba. Ambos documentos IEC/PAS sobre requisitos de rendimiento proporcionan: La definición de una serie de criterios de calidad relacionados con las especificaciones iniciales de un producto. Una descripción normalizada de cómo medir y comprobar dichos criterios Todo ello convierte las manifestaciones y datos de los fabricantes sobre especificaciones iniciales de módulos y luminarias para LED en informaciones comparables. Es primordial tener en cuenta que los documentos no pretenden corroborar ni rebatir las manifestaciones de los fabricantes sobre la vida útil de los productos más allá del 25% de la vida útil nominal (con un máximo de 6000 horas). Los documentos IEC/PAS proponen la siguiente relación de criterios de calidad a tener en cuenta al evaluar las declaraciones, datos y prescripciones proporcionadas por los fabricantes: a) Potencia nominal de entrada; b) Flujo nominal; c) Eficiencia de la luminaria para LED d) Distribución de la intensidad luminosa; e) Datos fotométricos: 1. Temperatura de color correlativa (TCC) 2. Índice de rendimiento de color nominal (IRC) 3. Valores nominales de las coordenadas de cromaticidad, tanto iniciales como mantenidos (diagrama cromático CIE) 4. Código de mantenimiento del flujo luminoso. f) Vida nominal (en horas) del módulo LED y el mantenimiento nominal asociado del flujo luminoso (Lx) g) Porcentaje del fallo (Fy), correspondiente a la vida nominal del módulo LED de la luminaria; h) Temperatura ambiente (tq) entorno a la luminaria 5

6 A continuación se da una breve explicación de cada uno de los criterios de calidad: a) Potencia nominal de entrada La potencia nominal de entrada muestra la cantidad de energía consumida por una luminaria para LED, incluyendo el consumo del equipo auxiliar (driver). Se expresa en vatios. b) Flujo luminoso nominal Corresponde a la luz emitida por la luminaria para LED, y se define en lúmenes (unidad de flujo luminoso). En el caso de las luminarias tradicionales dotadas de lámparas de descarga no es muy habitual medir ni especificar el flujo luminoso nominal. Normalmente se calcula considerando el flujo de la lámpara, multiplicado por el rendimiento (ɳ ) de la luminaria; Para realizar una comparación técnica de la luz entre luminarias tradicionales con lámparas de descarga y luminarias para LED, se recomienda tener en cuenta la aplicación actual y comparar ambos diseños de iluminación. c) Eficiencia de la luminaria para LED Es el flujo luminoso medido dividido entre la potencia nominal de entrada de la misma luminaria para LED. Se expresa en lúmenes por vatio (lm/w). d) Distribución de la intensidad luminosa Distribución espacial del flujo luminoso que se representa gráficamente con una curva de distribución de la intensidad luminosa, que generalmente se expresa con un diagrama de coordenadas polares que representa la intensidad de la luz como una función del ángulo de una fuente de luz. Se expresa en cd = lm x sr- 1. También puede especificarse la distribución de la intensidad luminosa mediante una tabla de doble entrada (c, ϒ ), en la que para un flujo nominal en lúmenes, se definen las 6

7 intensidades luminosas en candelas para cada punto espacial definido por las coordenadas (c, ϒ ), tabla conocida como matriz de intensidades. e) Código fotométrico Un código fotométrico de seis dígitos que muestra los parámetros más importantes que definen la calidad de la luz: índice de rendimiento de color (IRC), temperatura de color correlativa (TCC), coordenadas de cromaticidad (3 en el diagrama cromático de la CIE) y flujo luminoso. f) Índice de rendimiento de color nominal (IRC) Caracteriza la capacidad de reproducción cromática de los objetos iluminados con un módulo LED que emite luz blanca, en comparación con la reproducción de color proporcionada por una fuente de luz patrón de referencia. g) Temperatura de color correlativa (TCC) La temperatura de color de un módulo LED que emite luz blanca se determina comparando la luz emitida por el módulo LED, con la luz de un radiador ideal de cuerpo negro a una temperatura determinada. Se expresa en kelvin. h) Valores nominales de las coordenadas de cromaticidad, tanto iniciales como mantenidos El comportamiento de las coordenadas de cromaticidad de un módulo LED, expresado mediante los resultados de la medición de las coordenadas de cromaticidad iniciales y mantenidas. i) Código de mantenimiento del flujo luminoso El flujo luminoso medido inicial (valor inicial) se normaliza al 100% y se utiliza como primer punto de datos para la determinación de la vida del módulo LED. El flujo luminoso mantenido (valor mantenido) o la depreciación del flujo luminoso, se mide llegando al 25% de la vida nominal hasta un máximo de 6000 horas y se expresa como un porcentaje del valor inicial. El valor mantenido determina el código de mantenimiento del flujo luminoso (ver tabla 3). j) Vida nominal del módulo LED y el mantenimiento nominal asociado del flujo luminoso (Lx) El tiempo en horas durante el cual un conjunto de módulos LED proporcionan un determinado porcentaje del flujo luminoso inicial establecido por el fabricante (x), que 7

8 siempre se expresa en combinación con la tasa máxima de fallo del LED en tanto por ciento. k) Porcentaje del fallo (Fy), correspondiente a la vida nominal del módulo LED de la luminaria El porcentaje F(y) de una cantidad de módulos LED del mismo tipo al final de su vida nominal determina el porcentaje de fallo. Este porcentaje de fallo expresa el efecto combinado de todos los componentes de un módulo, incluyendo los mecánicos, en lo que respecta al flujo luminoso. El efecto sobre el LED podría ser de menos luz de la que afirma el fabricante o incluso nada de luz. l) Temperatura ambiente (t q ) entorno a la luminaria La temperatura ambiente alrededor de la luminaria en relación con el rendimiento especificado. En el caso de un rendimiento determinado, la temperatura ambiente (t q ) es un valor fijo. Se pueden concretar distintos rendimientos a temperaturas ambientes diferentes. Se expresa en grados Celsius. Se debe tener en cuenta que debemos asegurarnos que la t q temperatura ambiente del entorno de la luminaria, estará de acuerdo con la aplicación real para la que se va a utilizar la luminaria para LED. A la hora de evaluar las diferentes informaciones, datos y prescripciones de los diversos fabricantes sobre el rendimiento de las luminarias LED, es importante: Comparar un conjunto normalizado de criterios de calidad; Que estos criterios de calidad se midan de acuerdo con los patrones apropiados Los fabricantes de luminarias para LED deberían publicar las especificaciones de sus productos, de forma que cumplan con los requisitos de rendimiento establecidos en la norma IEC/PAS En los siguientes capítulos examinaremos con más detalle algunos de los criterios de calidad más complejos, además de explicar las relaciones y por qué son importantes. 3. CÓDIGO FOTOMÉTRICO El código fotométrico de seis dígitos muestra los parámetros importantes respecto a la calidad de la luz: 8

9 Índice de rendimiento de color (IRC) y temperatura de color correlativa (TCC) iniciales; Coordenadas de cromaticidad iniciales y mantenidas; Flujo luminoso mantenido o depreciación del flujo luminoso Índice de rendimiento de color (IRC) Aunque las fuentes de luz pueden aparentar tener el mismo color, ello no significa necesariamente que el color de las superficies vayan a tener el mismo aspecto al ser iluminadas por diferentes fuentes de luz. Dos fuentes de luz que aparenten emitir la misma luz blanca pueden ser el resultado de mezclas diferentes de radiaciones de distintas longitudes de onda, concretamente, un material determinado puede tener un aspecto diferente, ya que dichas superficies podrían no reflejar las longitudes de onda del mismo modo. Debe recordarse al respecto que el color es aquella cualidad de los objetos de absorber unas determinadas longitudes de onda del aspecto visibles y reflejar otras. Por tanto, el color que presente un objeto depende de la distribución de la energía espectral de la luz con que está iluminado y de las características reflexivas de dicho objeto. Así pues, la apariencia del color cambiará al ser iluminado con otra luz. Por lo tanto, la reproducción del color es un criterio importante a la hora de seleccionar fuentes de luz a utilizar para diversas soluciones de aplicación de la iluminación. Sin embargo, con la nueva tecnología LED que se está implantando, dando su reducido espectro, el índice de rendimiento de color IRC no ofrece una representación suficientemente adecuada de la apariencia de color en todas las circunstancias. La CIE se encuentra actualmente elaborando nuevas definiciones y métodos para su medición. Bien entendido que se utiliza el término espectro para determinar todas las longitudes de onda que caracterizan una radiación electromagnética, como es el caso de la luz. La clasificación de valores iniciales de índice de rendimiento de color IRC para el código fotométrico se puede obtener utilizando los intervalos siguientes: Código Intervalo CRI Tipo de reproducción cromática Pobre 9

10 Moderada Buena Excelente Tabla 1: Intervalos de valores de reproducción cromática Temperatura de color correlativa (TCC) Aunque la luz blanca está compuesta por una mezcla de colores, no todos los blancos son iguales, pues depende de los colores (longitudes de onda del espectro visible) que lo constituyen. Así pues, un blanco con una proporción más alta de rojo tendrá un aspecto más cálido, mientras que un blanco con una proporción mayor de azul será más frio. El concepto de temperatura del color se aplica para clasificar los diferentes tipos de luz blanca y se describe como la impresión de color a ciertas temperaturas de un radiador de cuerpo negro perfecto. El concepto se entiende mejor con la ayuda de radiadores térmicos que nos son más familiares, como el filamento de una lámpara incandescente o una barra de hierro. Cuando estos materiales se calientan a una temperatura de 1000 K estarán de color rojo: a K tendrán un aspecto amarillo blanquecino; a 4000 K, blanco neutro y a K, blanco frío. Dicho de otro modo: cuanto más alta es la temperatura del color, más fría es la impresión de la luz blanca. La clasificación de valores iniciales de TCC para el código fotométrico se puede obtener tomando el valor TCC inicial y dividiéndolo por 100 Coordenadas de cromaticidad En el estudio de la percepción del color, la elipses de MacAdam se refieren a la región de un diagrama de cromaticidad (diagrama cromático CIE), que contiene todos los colores que el ojo humano medio es capaz de distinguir del color que se encuentra en el centro de la elipse. Así pues, el contorno de la elipse representa las diferencias perceptibles de la cromaticidad. A menudo las elipses de MacAdam se amplían a mayor tamaño, quizá unas tres, cinco o siete veces el original. Esto indica una elipse de MacAdam con una desviación estándar de 3, 5 ó 7. 10

11 Las coordenadas de cromaticidad iniciales y mantenidas se miden inicialmente y para el valor del flujo luminoso mantenido al 25% de la vida nominal, hasta un máximo de 6000 horas. La clasificación de los valores para el código fotométrico se puede obtener utilizando los intervalos siguientes: Tamaño de la elipse de MacAdam, Categoría de variación de color centrada en el color objetivo nominal Inicial Mantenida 3 SDMC SDMC SDMC 7 7 >7 SDMC Tabla 2: Tolerancia (categorías) de valores nominales de coordenadas de cromaticidad Flujo luminoso Debido a que la vida media de una luminaria para LED es (muy) larga, hace falta mucho tiempo para medir la reducción real del flujo luminoso emitido por el módulo o la luminaria a lo largo de su vida (por ejemplo, L 70 significa el tiempo durante el cual el módulo LED proporciona, al menos un 70% del flujo luminoso inicial según los datos que el fabricante facilita). Además, el comportamiento actual de los LED respecto del mantenimiento del flujo luminoso puede variar considerablemente, dependiendo del tipo de LED y del fabricante. No es posible expresar el mantenimiento del flujo luminoso de todos los LED mediante simples relaciones matemáticas. Una reducción inicial rápida de dicho flujo en lúmenes no implica automáticamente que ese LED en particular, no vaya a cumplir la vida nominal prevista. Para validar una afirmación sobre la vida útil de un LED, es necesario hacer una extrapolación de los datos obtenidos en la prueba. En IEC, Comité Electrotécnico Internacional, se está considerando un método general para proyectar datos de medidas más allá del tiempo limitado de la prueba o ensayo. En EE.UU se prevé una extrapolación basada en datos de la prueba LM- 80 en la IES TM

12 En lugar de validar la vida útil, la IEC/PAS ha optado por establecer un código de mantenimiento del flujo luminoso en un momento determinado, en el que se realiza el ensayo. Por tanto, el número de código no implica una predicción de la vida útil que el producto puede llegar a tener, dado que se trata de categorías del carácter o tipo de depreciación del flujo luminoso, que muestran un comportamiento de acuerdo con la información que el fabricante proporciona antes de empezar el ensayo. El flujo luminoso mantenido se mide al 25% de la vida útil nominal, hasta un máximo de 6000 horas. La clasificación de los valores para el código fotométrico se obtiene utilizando una de las siguientes categorías de mantenimiento del flujo luminoso: Mantenimiento del flujo luminoso Código % >90 9 >80 8 >70 7 Tabla 3: Código de mantenimiento del flujo luminoso en un momento operacional determinado Para averiguar hasta qué punto tiene sentido el código fotométrico vamos a decodificar el código 830/359: Valor IRC inicial de 84 código 8; Valor TCC inicial de 3000 K código 30; Amplitud inicial de las coordenadas de cromaticidad dentro de una elipse 3 SDMC de MacAdam código 3; Amplitud mantenida de las coordenadas de cromaticidad dentro de una elipse de MacAdam 5 SDMC código 5 Flujo luminoso mantenido de 91% - código 9 El código fotométrico del módulo LED debe aparecer en el envoltorio del producto y en el correspondiente folleto 12

13 4. CRITERIOS DE CALIDAD A TRAVÉS DE LA VIDA UTIL Hemos visto que la mayoría de los criterios de calidad IEC/PAS están vinculados a los requisitos iniciales de rendimiento de los módulos y luminarias para LED. En el caso de hablar de valores mantenidos, se trata del 25% de la vida nominal hasta un total de 6000 horas, tiempo hasta el cual se llevan a cabo las pruebas de aceptación. Por encima de las 6000, horas no se asigna ninguna validación de la vida útil, aunque se están considerando métodos acelerados de ensayos y pruebas que proporcionen mayor información sobre la depreciación del flujo luminoso a lo largo de la vida del módulo o luminaria para LED. Sin embargo, es importante tener en cuenta que las afirmaciones sobre la vida útil basadas, por una parte, en el mantenimiento del flujo luminoso y, por otra, en relación a la propia vida de la luminaria, son dos cuestiones muy diferentes. Las afirmaciones e informaciones sobre la vida útil basadas en el mantenimiento del flujo luminoso, se refieren a la proyección del mantenimiento del referido flujo de las fuentes de luz LED integradas en la luminaria; dicho de otro modo, el número de horas que una luminaria para LED proporcionará una cantidad suficiente de luz en una aplicación determinada. Por otra parte, no debe olvidarse que la vida útil de la luminaria para LED también está relacionada con los componentes de la misma como sistema, lo cual tiene importancia. Afirmaciones sobre el mantenimiento del flujo luminoso En la actualidad, muchos fabricantes de luminarias para LED utilizan resultados que generalmente proporciona la prueba LM- 80 (ver Anexo 2), como el umbral de mantenimiento del flujo luminoso L 90, L 70 y L 50 de las luminarias para LED. Sin embargo, no hay conexión entre los resultados de la prueba LM- 80 que normalmente efectúa el fabricante de LED y los resultados obtenidos con una luminaria para LED, por ejemplo, la gestión o regulación térmica de la luminaria puede variar considerablemente el rendimiento de la misma. 13

14 LM- 80 requiere ensayar o probar las fuentes de luz LED durante 6000 horas y recomienda hacerlo durante horas. Se debe probar a tres temperaturas diferentes de superficie (55º C, 85º C y una tercera a determinar por el fabricante), de modo que los usuarios puedan ver los efectos de la temperatura en el flujo luminoso emitido. Además, especifica condiciones adicionales de prueba para garantizar resultados constantes y comparables. En la práctica, los fabricantes líderes de fuentes de luz LED prueban sus productos de acuerdo con los mínimos de 6000 ó horas que estipula la LM- 80, y después aplican los métodos de extrapolación descritos en TM- 21 (ver Anexo 2) para llegar a las cifras L 90, L 70 y L 50 posteriormente. Los fabricantes de luminarias traducen y trasladan después estas curvas a curvas específicas de luminarias para LED. A la hora de traducir y trasladar los resultados de estas pruebas sobre las fuentes de luz LED al rendimiento de la luminaria para LED, existen dos limitaciones: Primera: el fallo catastrófico de los LED individuales y otros tipos de errores o fallos que contribuyen a la depreciación del flujo luminoso en un conjunto de LED, en una luminaria para LED no se tienen en cuenta; Segunda: no existe un procedimiento válido para traducir y trasladar la curva de mantenimiento del flujo luminoso de una fuente de luz LED individual, a una curva de mantenimiento de luminaria para LED. Informaciones sobre la vida útil de la luminaria para LED Por otro lado, como se ha señalado con anterioridad, la vida útil de la luminaria también tiene que ver con la fiabilidad de los componentes de la luminaria para LED como sistema, incluyendo el circuito electrónico, los materiales, la caja donde va alojado, el cableado, los conectores, aislantes, etc. El sistema en su totalidad dura únicamente lo que persista el componente crítico con la vida útil más corta, independientemente de si dicho componente crítico es un aislante, una junta o un elemento óptico, un LED, un circuito de control electrónico o cualquier otro elemento. Desde este punto de vista, las fuentes de luz LED son simplemente un componente crítico entre otros muchos, aunque a menudo son el componente de mayor fiabilidad de todo el sistema de iluminación. 14

15 Vale la pena hacer un inciso. Si una luminaria para LED está equipada con un módulo LED reemplazable, la vida útil de la luminaria puede ser distinta de la del módulo LED, lo que acerca la vida de la luminaria a la definición actual de vida útil de la luminaria dotado con fuentes de luz convencionales (lámparas de descarga). Por ejemplo, la vida útil de las luminarias convencionales de alumbrado de carreteras a menudo llega a los 30 ó 40 años. No obstante, es preferible informar de la vida útil del módulo LED como la vida útil de la luminaria para LED. LED Conexión Eléctrica Figura 1: La vida de la luminaria implica la fiabilidad del sistema Los fabricantes solventes y fiables de luminarias para LED emplean muchos recursos, tiempo y esfuerzo en el diseño y desarrollo de todos los aspectos de un sistema de iluminación, incluyendo los algoritmos de control, la disposición del circuito, la calidad de los componentes, la gestión de la temperatura, ópticas, diseño mecánico y equipo auxiliar (driver). 15

16 Así pues, el diseño de la luminaria para LED se valida normalmente mediante una serie de pruebas de laboratorio que verifican si la luminaria cumple los niveles esperados de rendimiento, en cuanto a disipación del calor, flujo luminoso, etc. Dado que todos los aspectos de una luminaria para LED son interdependientes, el rendimiento operacional únicamente se puede determinar probando la luminaria como sistema integrado. Vida nominal de un conjunto de módulos o luminarias para LED Vida (L x) de un producto individual basado en el flujo luminoso Porcentaje del fallo (F y) en lo referente a la potencia lumínica En estos ejemplos: L 90 (horas): tiempo hasta 90% de mantenimiento del flujo luminoso L 70 (horas): tiempo hasta 70% de mantenimiento de flujo luminoso L 50 (horas)): tiempo hasta 50% de mantenimiento de flujo luminoso En estos ejemplos: F10 (horas): tiempo hasta que el 10% de las unidades probadas alcanzan al final de su vida F50 (horas): tiempo hasta que el 50% de las unidades probadas alcanza el final de su vida Figura 2: Vida de una luminaria para LED según IEC De acuerdo con la normativa IEC/PAS, la vida útil de una luminaria siempre debería establecerse como una combinación de vida útil con mantenimiento del flujo luminoso (L x ) y porcentaje de fallo (F y ). El porcentaje de fallo expresa el efecto combinado del fallo repentino o gradual de todos los componentes de la luminaria, incluyendo los fallos mecánicos en lo referente al flujo luminoso. Esto significa que la luminaria para LED podría emitir menos luz de lo que se afirma por el fabricante o inclusive nada de luz. 16

17 Las afirmaciones y datos sobre la vida útil de una luminaria basadas en el mantenimiento del flujo luminoso, en relación a la vida útil de la propia luminaria, son dos cuestiones muy diferentes: Las informaciones sobre la vida útil de una luminaria para LED basadas en el mantenimiento del flujo luminoso se refieren a la proyección del citado mantenimiento del flujo luminoso de las fuentes de luz LED integradas en dicha luminaria, es decir, la cantidad de horas que una luminaria para LED sea capaz de proporcionar la suficiente cantidad de luz en una determinada aplicación. La vida de la luminaria también está relacionada con la fiabilidad de los componentes de la luminaria para LED como sistema; el sistema al completo dura tanto como el componente crítico de vida útil más corta. Desde este punto de vista, las fuentes de luz LED son simplemente un componente crítico entre muchos más que forman parte de la luminaria para LED. 5. DISPONER DE INFORMACIÓN DE CONFIANZA, FIABLE Y PRECISA Debido a que se trata de una tecnología relativamente nueva con una vida útil previsiblemente muy larga, es difícil encontrar información fiable sobre los índices de fallo catastrófico de componentes individuales. A eso hay que añadir la falta de transparencia en las proyecciones efectuadas en el factor de mantenimiento del flujo luminoso, tanto por los fabricantes de los LED como por los fabricantes de luminarias para LED. La cuestión consiste en cómo los prescriptores, diseñadores de iluminación, ingenieros y técnicos, y los que elaboran los proyectos, pueden evaluar si la cifra que un fabricante ofrece sobre la vida o el mantenimiento del flujo luminoso de una luminaria LED es precisa y se ajusta a la realidad. Hemos visto que, a la hora de evaluar las afirmaciones, datos y prescripciones que diferentes fabricantes hacen sobre el rendimiento de las luminarias para LED, es importante comparar una serie de criterios de calidad que estén normalizados y medidos de acuerdo con la normativa adecuada. Estos criterios de calidad han sido definidos para garantizar que las afirmaciones e informaciones sobre rendimiento puedan ser comparadas con datos con trazabilidad clara. 17

18 Como se ha señalado anteriormente, los criterios de calidad típicos que deberíamos buscar son: 1) Potencia nominal de entrada (en W) 2) Flujo luminoso nominal (en lm) 3) Eficacia de la luminaria para LED (en lm/w) 4) Distribución de la intensidad luminosa 5) Código fotométrico: a. Temperatura de color correlativa (TCC, en K) b. Índice nominal de rendimiento de color (IRC) c. Valores nominales de las coordenadas de cromaticidad (iniciales y mantenidos) d. Flujo luminoso mantenido en (lm). 6) Vida nominal (en horas) del módulo LED y el mantenimiento nominal asociado del flujo luminoso (Lx) 7) Porcentaje del fallo (Fy), correspondiente a la vida nominal del módulo LED de la luminaria. 8) Temperatura ambiente (tq) entorno a la luminaria Resumiendo, siempre debemos buscar un fabricante de luminarias para LED, reconocido por su solvencia técnica y fiabilidad, que defina las especificaciones de sus productos de acuerdo con los requisitos de rendimiento fijados en las normas IEC/PAS 18

19 ANEXO 1 Terminología LED Los siguientes términos aparecen en el presente documento guía: Fuente de luz LED El diodo (o chip) LED está alojado dentro de un envoltorio adecuado que permite un montaje o conexión eléctrica sencillos Ejemplos: Módulo LED El diado (o chip) LED, junto con los componentes ópticos y mecánicos, forma un elemento reemplazable que se puede utilizar en una luminaria. Ejemplos: Luminaria LED El sistema completo que consiste en la fuente de luz LED o módulo LED, incluyendo los componentes electrónicos, el alojamiento, el cableado, conexiones, aislamientos, etc. Ejemplos: 19

20 ANEXO 2 LISTADO DE NORMAS Seguidamente, se muestra un listado de las normas IEC más relevantes, tanto sobre seguridad como sobre rendimiento, relacionados con los LED. Se incluyen, asímismo, los que en la actualidad están en proceso de desarrollo. Tipo de producto Norma de seguridad Norma de rendimiento Equipos auxiliares LED IEC Publicada en el 2006 IEC Publicada en el 2006 Lámparas LED IEC Edición 1 IEC/PAS Próxima publicación en Especificaciones 2010 disponibles al público Módulos LED Luminaria LED Productos LED IEC Edición 1 Publicada en el 2008 IEC Edición 1 y 2 Publicada en el 2008 (PAS) IEC/PAS Edición 1 Especificaciones disponibles al público (PAS) IEC/PAS Especificaciones disponibles al público (PAS) IEC TS Edición 1 Términos y definiciones para los LED y módulos LED en iluminación general Tabla A1: Resumen de normas LED de IEC El Anexo B informativo de la normativa IEC/PAS explica la visión actual respecto de la nomenclatura recomendada para la vida útil respecto de luminarias para LED. El objetivo es conseguir un estándar reconocido a nivel internacional. 20

21 A continuación se reflejan las normas adicionales que se pueden tener en cuenta: Tipo de producto Norma de seguridad Norma de rendimiento LED n/a IES LM y IES TM Equipos auxiliares LED UL 1012 (UL Clase 1) y UL 1310 (UL Clase2) Lámparas LED UL 8750 Módulos LED UL 8750 Luminarias LED UL 8750 IES LM Productos LED ANSI/IESNA RP Nomenclatura y definiciones para ingeniería de la iluminación Tabla A2: Resumen de normas LED UL y IES IES LM Approved Method: Electrical and Photometric Measurements of Solid- State Lighting Products- Illuminating Engineering Society of North America 2008 (Medición eléctrica y fotométrica de productos de Iluminación en estado sólido, Sociedad de ingeniería de la Iluminación de Norte América). La LM- 79 prescribe métodos armonizados de ensayo en condiciones controladas para probar el rendimiento fotométrico y colorimétrico, además de las mediciones eléctricas de luminarias para LED, preparadas para su fabricación. Se puede utilizar para medir las especificaciones eléctricas y fotométricas iniciales de una luminaria para LED. IES LM Approved Method: Measuring Lumen Maintenance of LID- Light Sources Illuminating Engineering Society of North America, 2008 (Medición del mantenimiento del flujo luminoso de fuentes de luz LED, Sociedad de ingeniería de la Iluminación de Norte América). La LM- 80 se ocupa de la medición del mantenimiento del flujo luminoso de fuentes de luz LED (ensambladas). Consiste en la medición real durante las primeras 6000 horas en combinación con una extrapolación hasta el final de la vida útil. Muchos fabricantes de luminarias traducen la curva de mantenimiento de la fuente de luz LED y la trasladan a una curva de mantenimiento de la luminaria para LED, siguiendo las recomendaciones de la TM- 21. Existen dos limitaciones: 21

22 Primera: el fallo catastrófico de los LED individuales y otros tipos de errores o fallos que contribuyen a la depreciación del flujo luminoso en un conjunto de LED, en una luminaria para LED no se tienen en cuenta. Segunda: no existe un procedimiento validado para traducir la curva de mantenimiento del flujo luminoso de la fuente de luz LED individual, a una curva de mantenimiento de luminaria para LED. IES TM Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Packages Illuminating Engineering Society of North America, 2011 (Proyección a largo plazo del mantenimiento del flujo luminoso de paquetes LED, Sociedad de ingeniería de la Iluminación de Norte América). La TM- 21 ofrece recomendaciones para la proyección a largo plazo del mantenimiento del flujo luminoso de paquetes LED, mediante el uso de datos obtenidos con las pruebas realizadas según IES LM