Introducción

¿Alguna vez le han preguntado por chips LED de color ámbar, rojo, azul u otros colores? ¿Por qué se requieren chips de estos colores? La razón es que cumplen funciones distintas: la luz roja se utiliza habitualmente en la iluminación para plantas y la ámbar a menudo en la iluminación portuaria, mientras que la luz azul suele evitarse en muchos entornos y se encuentra principalmente en la iluminación escénica (luminarias RGB o RGBW). En realidad, los LED emiten luz azul inicialmente. Cuando esta luz azul interactúa con el fósforo amarillo del interior del chip LED, se genera luz de otros colores, dando lugar finalmente a luz blanca. La luz blanca está compuesta por luz azul, verde, amarilla y naranja; al ajustar las proporciones de estos colores, es posible emitir un color específico. Este artículo explica principalmente qué es la longitud de onda de la luz visible y el espectro lumínico (es decir, la distribución de potencia espectral en el rango de longitudes de onda visibles), por qué los proyectos de alumbrado público (como las alumbrado público de ZGSM) requieren luz ámbar o una reducción de la luz azul, y cómo se consiguen colores de iluminación específicos.

¿Cuál es la longitud de onda de la luz visible?

La luz es una forma de radiación electromagnética, y la luz visible está compuesta por ondas electromagnéticas perceptibles para el ojo humano. La luz visible desencadena la percepción visual en humanos y animales, permitiendo así la visión; el rango de longitud de onda de la luz visible suele situarse entre los 400 y los 780 nanómetros (nm). Las longitudes de onda inferiores a 400 nanómetros (luz ultravioleta) y superiores a 780 nanómetros (luz infrarroja) no son visibles a simple vista ni generan efectos visuales en aplicaciones de iluminación. La exposición excesiva a la luz ultravioleta no solo es invisible al ojo humano, sino que también puede dañar los ojos o provocar quemaduras en la piel; lo mismo ocurre con la luz infrarroja, que es el principio en el que se basan los calefactores de baño tradicionales. El espectro de luz visible se compone de seis colores ordenados según su longitud de onda, de menor a mayor: violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo. El rango de 400 a 450 nm corresponde a las bandas violeta y azul intenso; el rango de 450 a 500 nm es el típico de emisión de luz azul en luminarias LED; el rango de 500 a 570 nm corresponde a la luz verde; el de 570 a 590 nm a la luz amarilla; el de 590 a 610 nm a la luz naranja; y el de 610 a 780 nm a la luz roja.

Cuando las luminarias LED se someten a pruebas ópticas según la norma IES LM-79, generalmente se recopilan datos de distribución de potencia espectral en el rango de longitud de onda de 380 nm a 780 nm. Aunque la luz en el rango de 380 a 400 nm es invisible a simple vista, el instrumento la registra igualmente. Estos datos representan esencialmente los valores de potencia radiante correspondientes a cada longitud de onda; no solo sirven para describir la forma del espectro, sino que influyen directamente en métricas clave como la temperatura de color correlacionada, el índice de reproducción cromática (más información sobre el CRI) y las coordenadas de color CIE. He aquí un ejemplo sencillo: una lámpara LED con una temperatura de color de 3000 K emite muy poca luz azul, concentrando su energía principalmente en las regiones del amarillo y el rojo; por el contrario, una lámpara LED de 4000 K presenta el caso opuesto: posee una alta proporción de luz azul, mientras que la luz amarilla y roja es mucho más tenue. Por lo tanto, la distribución de potencia espectral no solo revela las características de temperatura de color de la lámpara, sino que también sirve como base crucial para evaluar el riesgo de la luz azul.

Distribución de Potencia Espectral en función de la longitud de onda de la luz visible.

La distribución de potencia espectral en el rango de longitud de onda de la luz visible (comúnmente denominada distribución de potencia espectral, o SPD) se refiere a la cantidad de radiación óptica (potencia) emitida por una fuente de luz en cada longitud de onda específica dentro del espectro visible. La distribución de potencia espectral en el rango de longitudes de onda visibles se cita frecuentemente en los informes IES LM-79 para luminarias LED. Si se examina detenidamente un informe LM-79, se observará que consta principalmente de dos partes de pruebas de la luminaria. Una parte del proceso se realiza utilizando un goniómetro para medir la distribución de la intensidad luminosa de la luminaria (¿Qué es la distribución de la luz?), mientras que la otra parte se realiza utilizando un fotómetro de esfera integradora para medir la radiancia media esférica (SPD). Por lo general, los datos se recopilan en el rango de 380 a 780 nanómetros. Como se muestra en la figura siguiente, al medir la radiancia en diferentes longitudes de onda, se obtiene un conjunto de datos (una curva). En dicha figura, el eje horizontal representa la longitud de onda (nm; longitud de onda de la luz visible de 400 a 780 nm) y el eje vertical representa la potencia radiante (W). No se trata solo de cuán brillante es la luz; lo más importante es la “composición” de la misma. La SPD también puede utilizarse para calcular índices fotométricos y colorimétricos. Por ejemplo, si la SPD muestra una energía muy baja en el segmento de luz roja, el valor R9 será deficiente, lo que hará que las camisetas rojas en el campo de juego parezcan grisáceas y poco definidas. Además, en el caso de algunos chips LED monocromáticos —como los de color ámbar y rojo—, la reproducción cromática no se considera una métrica relevante debido a que su distribución de potencia espectral es demasiado estrecha. Del mismo modo, para los chips LED de baja emisión de luz azul, el valor Ra tiende a ser algo más bajo debido al reducido componente de luz azul; no obstante, siguen teniendo numerosas aplicaciones prácticas.

¿Por qué necesitamos luces de color ámbar para el alumbrado público o las luminarias de poste?

Minimizar la alteración ecológica y proteger la fauna nocturna

Diversos estudios han demostrado que la luz ámbar, caracterizada por su larga longitud de onda (aproximadamente 590 nanómetros), es la que menos afecta a la navegación y al comportamiento reproductivo de insectos nocturnos, aves migratorias, tortugas marinas y otros animales. A diferencia de la iluminación convencional de áreas y emplazamientos, que suele emitir luz blanca, la iluminación exterior de color ámbar (incluidas las farolas y las luminarias montadas en postes) contiene un menor porcentaje de luz azul; esto reduce su impacto sobre las crías de tortuga marina, las cuales dependen de la luz de la luna para orientarse y llegar al océano. Asimismo, esta iluminación disminuye eficazmente la fototaxia de los insectos y contribuye a preservar la cadena alimentaria, por lo que constituye la solución preferida para sustituir la tradicional luz blanca en zonas ecológicamente sensibles.

Reducir la contaminación lumínica y preservar los cielos oscuros

La luz ámbar contiene mucha menos luz azul y, por tanto, genera una menor dispersión de Rayleigh en nuestra atmósfera, además de tener menos probabilidades de contribuir al resplandor que ilumina el cielo nocturno. Por ejemplo, Darksky (más información sobre Darksky) exige que el alumbrado público y las luminarias de poste en ciertas zonas tengan una temperatura de color correlacionada (CCT) inferior a 3000 K. Como sabemos, la luz con esta temperatura de color suele presentar un tono amarillento. La organización también requiere que las luminarias no emitan luz hacia arriba, todo ello con el fin de minimizar los efectos adversos de la iluminación artificial en las observaciones astronómicas.

Mejora de la visibilidad en condiciones meteorológicas adversas

Debido a su contenido extremadamente bajo de luz azul, la luz ámbar genera una dispersión de Rayleigh más débil en la atmósfera y es menos propensa a crear el resplandor que ilumina el cielo nocturno. Por ejemplo, Darksky exige que las farolas y las luces de poste (luces de poste ZGSM) en áreas específicas tengan una temperatura de color correlacionada (CCT) inferior a 3000 K, y como sabemos, la luz a esta temperatura de color tiende a ser amarillenta. Asimismo, la organización requiere que las luminarias no emitan luz hacia arriba; todas estas medidas están diseñadas para minimizar el impacto negativo de la iluminación artificial en las observaciones astronómicas.

Entonces, ¿cómo conseguimos el color de iluminación específico?

ZGSM ofrece soluciones de iluminación LED en una variedad de colores. Si bien la luz blanca constituye nuestra actividad principal, la distribución de potencia espectral (SPD) de estas luminarias puede variar considerablemente. También ofrecemos soluciones para aplicaciones RGB, como proyectores, iluminación para campos deportivos (soluciones de iluminación deportiva ZGSM) y alumbrado público de luz ámbar. Le invitamos a ponerse en contacto con nosotros para encontrar los productos de iluminación ideales para sus necesidades y colaborar en la protección del medio ambiente.

SPD con diferentes CCT (incluyendo opciones con menos luz azul)

Tomando como ejemplo los chips LED de Lumileds, comparamos las distribución de potencia espectral (SPD) de chips LED de luz blanca con diferentes temperaturas de color correlacionadas (CCT) y observamos diferencias significativas en sus distribuciones espectrales. El espectro de la luz blanca cálida (2200 K–3000 K) está dominado por luz roja y naranja de longitud de onda larga, con una energía extremadamente baja en la banda de luz azul, lo que resulta en un matiz amarillento cálido; la luz blanca neutra (4000 K–5000 K) presenta una proporción equilibrada de las bandas roja, verde y azul, con un espectro plano y sin una dominante de color evidente, lo que la hace adecuada para diversas aplicaciones de mezcla de colores; en el caso de la luz blanca fría (5700 K o superior), destaca el pico de luz azul de longitud de onda corta, lo que genera una luz de tono frío y aspecto blanco azulado. Una SPD personalizada diseñada para reducir la luz azul disminuye significativamente el rango nocivo de 415–450 nm y aumenta moderadamente la proporción de luz roja y verde, ofreciendo una experiencia visual más suave para la misma temperatura de color. Aunque la temperatura de color sea la misma —2200 K o 2700 K—, se puede apreciar que el pico de luz azul en torno a los 415–450 nm prácticamente ha desaparecido (¿Cómo reducir la luz azul en la iluminación LED?). Por tanto, si bien la temperatura de color puede servir de referencia para el contenido de luz azul, los resultados de la SPD deben ser, en última instancia, el factor determinante (la siguiente figura muestra los resultados de la distribución de potencia espectral para CCT de 3000 K y 4000 K). En la iluminación comercial, las diferentes bases de luz blanca alteran directamente el color base de la luz resultante de la mezcla. Para ajustar la luz blanca fría a un tono más cálido, se requiere una gran cantidad de LED rojos para la neutralización, mientras que para ajustar la luz blanca cálida a un tono más frío es necesario añadir LED azules y verdes. Una SPD personalizada permite corregir el color base de antemano, simplificando así el ajuste de la proporción de LED de colores.

Diferencias en la distribución de potencia espectral entre chips LED de color

Tomando como ejemplo los LED de Lumileds, comparamos las distribución de potencia espectral (SPD) de los LED monocromáticos rojos, verdes, azules y ámbar de la marca. Como se muestra en la figura siguiente, las formas de onda espectral de cada tipo de LED están bien definidas, con la energía concentrada en las bandas de longitud de onda de la luz visible específicas correspondientes a sus respectivos colores; los límites espectrales son nítidos y precisos, sin componentes espectrales parásitos excesivos. Gracias al proceso de clasificación y agrupación espectral a nivel de fábrica (Algo sobre la agrupación de LED) para LED monocromáticos, las variaciones en la SPD entre dispositivos individuales se minimizan significativamente, lo que garantiza un color de luz uniforme y un rendimiento estable en todo un lote de luminarias. Los LED rojos se concentran en el rango de longitud de onda larga de 620–660 nm, sin interferencia de luz azul; al combinarse con luz blanca cálida, producen un tono naranja rosado altamente saturado. Los LED verdes presentan un pico principal entre 510 y 550 nm, ofrecen una luz pura sin matices rojizos y son adecuados para obtener tonos menta y turquesa. Los LED azules se concentran en el rango de longitud de onda corta de 440–470 nm y emiten una fuerte sensación de frialdad cuando se encienden por sí solos. Los LED ámbar se sitúan entre el rojo y el verde, ayudando a suavizar la intensidad de la luz blanca. Las bandas SPD de cada LED monocromático no se solapan, lo que los hace muy utilizados en iluminación para el cultivo de plantas. Mediante el ajuste de la corriente de alimentación (el controlador LED y sus parámetros principales), es posible modificar la energía lumínica de cada banda; al combinar esto con espectros de luz blanca de diferentes temperaturas de color correlacionadas (CCT), se satisfacen los requisitos específicos de longitud de onda de determinadas plantas. Aunque la luz ámbar puede utilizarse para el alumbrado público, su eficacia luminosa es considerablemente inferior a la de los LED blancos convencionales, por lo que resulta más adecuada como solución de iluminación complementaria.

Soluciones de iluminación ZGSM

Resumen

Este artículo se centra en las longitud de onda de la luz visible y en la distribución de potencia espectral (SPD) en la iluminación LED, ofreciendo una respuesta sistemática a la cuestión práctica de por qué los clientes requieren chips de colores específicos, como el ámbar y el rojo. En primer lugar, define el espectro de luz visible en el rango de 380 a 780 nm y explica el principio mediante el cual los LED emiten inicialmente luz azul, que posteriormente se convierte en luz blanca gracias a los fósforos. Destaca que la SPD no solo describe la composición espectral, sino que también influye directamente en la temperatura de color, el índice de reproducción cromática y las evaluaciones de riesgo por luz azul. En la sección dedicada a la distribución espectral, utiliza datos de pruebas LM-79 para ilustrar cómo la SPD sirve de base computacional para las métricas fotométricas y colorimétricas. Al comparar las SPD de luces blancas con diferentes temperaturas de color correlacionadas (CCT), el artículo revela cómo las soluciones personalizadas de baja emisión de luz azul atenúan la banda de longitud de onda nociva de 415 a 450 nm y mejoran el confort visual. En lo que respecta a la luz ámbar, el artículo defiende su necesidad en el alumbrado público y en las luces de jardín desde tres perspectivas: reducir el impacto ecológico, minimizar la contaminación lumínica (¿Cómo reducir la contaminación lumínica?) y mejorar la penetración a través de la lluvia y la niebla, al tiempo que señala su limitación de una reproducción cromática relativamente baja. En cuanto a la obtención de colores de luz específicos, compara las diferencias de SPD entre chips LED de color puro —como rojo, verde, azul y ámbar— y explica cómo sus características de ancho de banda estrecho y alta pureza se aplican ampliamente en la iluminación para plantas y en el ajuste de mezclas de color. Asimismo, subraya que el ajuste de la corriente de alimentación y la clasificación de los chips LED por bins garantizan la precisión del color y la consistencia entre lotes. En conjunto, este artículo ofrece a los profesionales de la iluminación una guía sistemática que abarca desde los principios de las longitudes de onda hasta la selección de productos y sus aplicaciones.

Preguntas Frecuentes

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