Introducción

La norma IES-LM-79-2019 es un estándar actualizado que sustituye a la edición de 2008 y se aplica a los productos de iluminación de estado sólido (SSL, por sus siglas en inglés) que utilizan diodos emisores de luz (LED) como fuentes luminosas. Los productos SSL incluyen tanto diodos emisores de luz inorgánicos (LED) como orgánicos (OLED), ambos contemplados por esta norma; no obstante, los LED siguen siendo los más utilizados en aplicaciones de iluminación, como en las luminarias para alumbrado público, instalaciones deportivas, naves industriales (tipo high-bay) y proyectores de luz de ZGSM. Mediante un informe LM-79-19, es posible determinar los parámetros fotométricos de un producto, lo que permite a los usuarios profesionales seleccionar las soluciones más adecuadas para sus necesidades específicas de iluminación basándose en dicha información. Además, al ser emitidos por terceros, estos informes gozan de una gran credibilidad. Además de las métricas comunes como la potencia, la eficacia luminosa y el flujo luminoso (¿Qué son los lúmenes? – flujo luminoso), la norma exige pruebas de distribución espectral, CCT, CRI, diagrama de intensidad luminosa y diagrama de isolux. Estos informes constituyen una referencia valiosa tanto para productos destinados al ámbito residencial como al profesional. A continuación, analizaremos en detalle el proceso y el contenido de los ensayos LM-79, prestando especial atención a los parámetros fotométricos y cromáticos.

¿Por qué necesitamos la norma LM-79-19 y qué nos indica?

La norma LM-79-19 se utiliza principalmente para caracterizar el rendimiento fotométrico y eléctrico inicial de luminarias completas tal como salen de fábrica; además, es un requisito obligatorio para obtener diversas certificaciones de eficiencia energética en Norteamérica. Esta norma se aplica únicamente a luminarias terminadas que cuentan con controladores (drivers) y disipadores de calor, o motores de luz LED; los chips sueltos, los chips LED y los módulos que carecen de controladores quedan fuera del alcance de estas pruebas. La norma recopila exclusivamente datos de «hora cero» —una vez que la muestra se ha calentado y estabilizado—, abarcando tres aspectos fundamentales: parámetros eléctricos, fotométricos y de cromaticidad. En el caso de los productos de iluminación de estado sólido (SSL) alimentados por corriente alterna (CA), las mediciones de las características eléctricas incluyen la tensión eficaz (RMS)*, la corriente eficaz (RMS), la potencia activa, el factor de potencia, la distorsión armónica total de la corriente y la frecuencia de la tensión. Para los productos SSL alimentados por corriente continua (CC), las mediciones eléctricas comprenden la tensión, la corriente y la potencia en CC. Según este método aprobado, la determinación de dichos parámetros se considera una medición eléctrica. Los datos fotométricos y de color que generalmente se requieren para los productos SSL incluyen el flujo luminoso total (lúmenes), la eficacia luminosa (lúmenes por vatio), la intensidad luminosa en una o más direcciones (candelas), las coordenadas de cromaticidad, la temperatura de color correlacionada (CCT) y el índice de reproducción cromática (CRI). Asimismo, para aplicaciones específicas de iluminación mediante productos SSL, se requiere información sobre la intensidad radiante, la intensidad de fotones, el flujo radiante, el flujo de fotones, la eficiencia radiante y la eficiencia de fotones; no obstante, estos datos no son necesarios para productos destinados a la iluminación general, tales como el alumbrado público (más información sobre el alumbrado público LED de ZGSM), las luminarias para naves industriales (high-bay) o los proyectores.

¿Cómo se lleva a cabo la prueba LM-79?

El conjunto completo de pruebas LM-79-19 se realiza en un laboratorio controlado y estandarizado, donde la temperatura ambiente debe mantenerse a 25 °C, con una tolerancia de ±1,2 °C. El flujo de aire, la humedad y la interferencia de luz parásita se controlan estrictamente de acuerdo con los requisitos de la norma. Las muestras sometidas a prueba se limitan a productos de iluminación de estado sólido completos y terminados, tales como luminarias acabadas y motores de luz integrados; los componentes, como los chips LED sin encapsular o los módulos que carecen de controlador (driver), quedan fuera del alcance de esta prueba. Antes de realizar la evaluación, las muestras se encienden bajo sus condiciones nominales de funcionamiento y se mantienen en la orientación de instalación especificada por el fabricante hasta que todas las lecturas térmicas, eléctricas y fotométricas se estabilizan. El tiempo de estabilización es de aproximadamente 30 minutos para luminarias pequeñas (50 minutos en el caso de las luminarias LED de ZGSM), mientras que, para las luminarias de mayor tamaño, este proceso puede requerir varias horas.

Para las pruebas eléctricas, se utiliza un analizador de potencia con el fin de medir la tensión de entrada, la corriente, la potencia activa, el factor de potencia y la distorsión armónica total a la tensión nominal; los resultados de la medición incluyen el consumo de energía generado por el propio circuito de accionamiento. Para las mediciones fotométricas, se puede emplear una esfera integradora o un goniofotómetro de tipo C; este último escanea la intensidad luminosa en todo el ángulo sólido para obtener el flujo luminoso total, el ángulo del haz y las curvas de distribución polar de la intensidad luminosa, permitiendo además generar archivos IES para su uso en software de simulación de iluminación. Las pruebas de cromaticidad se basan en un espectrorradiómetro para recopilar datos brutos de SPD (¿Qué es la distribución de potencia espectral?) en el rango de longitud de onda de 380 a 780 nm; a partir de cálculos espectrales, se determinan la temperatura de color correlacionada, las coordenadas de color y el índice de reproducción cromática (IRC o CRI), pudiendo obtenerse también, de forma opcional, los parámetros de calidad del color según la norma TM-30.

Todos los valores finales que aparecen en el informe deben poder rastrearse hasta las tablas de ensayo originales, las curvas espectrales y los conjuntos de datos goniométricos. El resultado resumido (véase la imagen anterior) que figura en la página principal tiene únicamente una finalidad de consulta rápida y no puede utilizarse por sí solo como base para determinar el cumplimiento de la normativa. LM-79-19 mide únicamente el rendimiento inicial a cero horas y no evalúa la degradación de la luz ni la vida útil del producto (¿Qué es la vida útil, proyectando el mantenimiento del lumen a largo plazo por LM-80 y TM-21?). Asimismo, los resultados de los ensayos de laboratorio no pueden replicar con exactitud las condiciones de una instalación real, ni representan el deslumbramiento o los niveles de iluminancia que se darían en la superficie de trabajo. Consulte el documento oficial de la norma ANSI/IES LM-79-19 para obtener información detallada sobre los procedimientos. Para más detalles sobre los métodos y procedimientos de ensayo, remítase a la norma IES LM-79-2019.

Parámetros eléctricos en el informe LM-79-19

Los parámetros eléctricos que figuran en el informe LM-79-19 se utilizan para caracterizar el consumo energético de la luminaria LED en su conjunto, reflejando tanto su nivel de consumo como la calidad de la energía. Los parámetros clave incluyen la potencia de entrada, el factor de potencia (PF y ¿qué es el factor de potencia?), la distorsión armónica total (THD), así como la tensión de prueba, la frecuencia, la corriente de entrada y otras métricas. La potencia de entrada corresponde a la potencia activa de toda la luminaria —lo que incluye las pérdidas propias del controlador (driver)— y sirve como denominador para calcular la eficacia luminosa de la luminaria. El factor de potencia representa la relación entre la potencia activa y la potencia aparente; cuanto más cercano sea este valor a 1, menores serán las pérdidas por potencia reactiva en la red eléctrica. En muchos proyectos internacionales se establece un umbral de PF ≥ 0,9. La THD (distorsión armónica total) refleja la pureza de la forma de onda de la corriente; cuanto menor sea el porcentaje, menor será la interferencia que esta genera en la red eléctrica. Las pruebas conforme a la norma LM-79 recopilan datos bajo condiciones específicas de tensión y frecuencia; para un mismo modelo de luminaria, la potencia, el factor de potencia y la THD pueden variar ligeramente según la tensión de alimentación. Por ello, en el informe también se especifican la tensión y la frecuencia, junto con los resultados fotométricos y colorimétricos que se analizarán más adelante.

Parámetros fotométricos en el informe LM-79-19

Flujo luminoso y eficacia luminosa

El flujo luminoso y la eficacia luminosa del sistema son las dos métricas más importantes entre los parámetros fotométricos definidos en la norma LM-79-19. El flujo luminoso total se mide en lúmenes (lm) y representa la cantidad total de luz visible emitida por la luminaria hacia todo el espacio. Se trata de un valor medido para la unidad completa, que difiere de los lúmenes nominales de un chip LED, ya que tiene en cuenta las pérdidas de luz provocadas por el controlador (driver), la disipación de calor y las lentes ópticas. La eficacia luminosa del sistema se mide en lm/W y se calcula dividiendo el flujo luminoso total por la potencia activa total de entrada de la luminaria. Este parámetro caracteriza la cantidad de luz visible producida por vatio de energía eléctrica y constituye un criterio fundamental para determinar el cumplimiento de los umbrales de eficiencia energética establecidos por el DLC.

Es importante señalar que la eficacia luminosa (¿qué es la eficacia luminosa y cómo mejorarla?) refleja únicamente la eficiencia de la conversión electroóptica; un valor elevado no indica necesariamente un rendimiento superior de la luminaria en su conjunto. La distribución de la intensidad luminosa y el diagrama isolux, que se analizarán más adelante, determinan directamente el efecto de iluminación real. En aplicaciones residenciales habituales, el flujo luminoso y la eficacia luminosa son los aspectos fundamentales a tener en cuenta; sin embargo, en proyectos de iluminación especializados —como en carreteras o instalaciones deportivas—, es preciso prestar especial atención a la forma en que la luz se distribuye sobre la superficie iluminada, es decir, a la distribución de la intensidad luminosa. Asimismo, aunque el flujo luminoso, la eficacia luminosa y los parámetros colorimétricos no están directamente relacionados entre sí, estos últimos influyen en el confort lumínico y se tratarán con mayor detalle en capítulos posteriores.

Intensidad luminosa y diagrama isolux

La norma LM-79-19 emplea un goniofotómetro para realizar un escaneo de puntos específicos, capturando los datos de la distribución tridimensional de la intensidad luminosa de una luminaria. Los resultados se presentan en dos formatos: curvas de distribución de luz en coordenadas polares (distribución polar de candelas) y tablas de datos de intensidad luminosa. La distribución polar de la intensidad luminosa permite una evaluación intuitiva de la dirección de la proyección de la luz y ayuda a identificar si una luminaria tiene una distribución de luz difusa, puntual, simétrica o asimétrica (¿Qué es la distribución de la luz?). Asimismo, proporciona el ángulo de haz (beam angle), definido como el ángulo en el cual la intensidad luminosa desciende al 50 % de su valor máximo. La tabla de datos de intensidad luminosa registra los valores en candelas (cd) para cada plano C y ángulo Gamma; estos constituyen los datos brutos necesarios para generar archivos de distribución lumínica en formato IES o LDT. Estos archivos se pueden importar directamente a programas como Dialux o AGi32 (Más información sobre AGi32) para la simulación de iluminación y constituyen datos fundamentales para evaluar las características de distribución de la luz de las luminarias en proyectos profesionales como carreteras e instalaciones deportivas.

Un diagrama isolux (Más información sobre el diagrama isolux y su aplicación) se utiliza para ilustrar la distribución de la iluminancia recibida en una superficie de trabajo o en el suelo bajo condiciones de instalación supuestas, medida en lux (lx); es importante no confundirlo con un mapa de distribución de la intensidad luminosa. Mientras que los mapas de intensidad luminosa describen la emisión de luz de la propia luminaria en el espacio tridimensional —determinada por sus características intrínsecas—, los diagramas isolux se calculan en función de una altura de instalación predefinida y un entorno específico. Las curvas cerradas que aparecen en la representación son curvas isolux, las cuales permiten evaluar visualmente el área de cobertura del haz de luz y la uniformidad de la iluminancia. Si bien estos diagramas ayudan a prever los efectos lumínicos en un lugar determinado, la iluminancia real en el emplazamiento requiere una verificación adicional mediante software de simulación de iluminación.

Parámetros de cromaticidad en el informe LM-79-19

Todos los parámetros de cromaticidad (características del color) en el informe LM-79-19 se calculan a partir de la curva de distribución de potencia espectral (SPD, por sus siglas en inglés) y constituyen la base fundamental para evaluar la reproducción cromática de una luminaria. Todos los cálculos de cromaticidad se realizan sobre los datos espectrales brutos correspondientes al espectro de luz visible (380-780 nm). El primero de ellos es la temperatura de color correlacionada (CCT, por sus siglas en inglés), medida en kelvins (K), la cual indica si la luz tendrá una apariencia cálida o fría. Las coordenadas de color x e y del sistema CIE 1931 permiten identificar con precisión un punto de color; asimismo, el informe emplea las coordenadas u’ y v’ para evaluar la uniformidad cromática angular, que mide la variación del color en función de los distintos ángulos de emisión de luz de la luminaria. Además, las coordenadas de color pueden utilizarse para calcular el Duv (es decir, la diferencia de color expresada en pasos SDCM). Basada en la elipse de McAdam, esta métrica caracteriza la desviación entre el punto de color medido y el punto central objetivo. Por lo general, una desviación de ≤3 pasos resulta imperceptible para el ojo humano, mientras que un valor de ≤5 pasos constituye el requisito habitual para la iluminación comercial y ciertos proyectos de alumbrado vial. Por otra parte, el informe incluye el índice de reproducción cromática (CRI), basado en el parámetro Ra y con especial atención al valor R9 (reproducción del color rojo). La versión más reciente de la norma LM-79-19 también exige la inclusión de los parámetros TM-30, donde Rf representa la fidelidad del color y Rg refleja la saturación del color; los diagramas vectoriales complementarios ofrecen una representación visual de la desviación cromática. Para obtener más información sobre el CRI y el TM-30, consulte nuestro blog: «CRI frente a TM-30».

Soluciones de iluminación ZGSM

Resumen

Este artículo presenta la norma de ensayo IES LM-79-19 para productos de iluminación de estado sólido. La norma LM-79-19 establece un método de ensayo de laboratorio unificado y reproducible para luminarias LED completas (en lugar de componentes LED individuales). Los ensayos se llevan a cabo en un entorno de laboratorio con temperatura controlada, y se recopilan tres categorías principales de datos una vez que la luminaria ha alcanzado un estado térmico estable. Los parámetros eléctricos incluyen métricas como la potencia de entrada y el factor de potencia bajo condiciones operativas específicas. Los parámetros fotométricos —que abarcan el flujo luminoso, la eficacia luminosa, la distribución de la intensidad luminosa y los diagramas isolux— se utilizan para describir la emisión de luz y la cobertura de iluminación de la luminaria. Los parámetros de cromaticidad (características del color) se calculan a partir del espectro SPD de luz visible de 380–780 nm e incluyen la temperatura de color correlacionada, las coordenadas de color, la diferencia de color (SDCM), el CRI (¿Qué es el CRI y su relación con la eficacia luminosa?) y el TM-30; Asimismo, las coordenadas de color pueden emplearse para calcular el valor Duv (es decir, la diferencia de color SDCM), el cual difiere de la uniformidad cromática angular evaluada mediante las coordenadas u’ y v’ del sistema CIE 1976. En resumen, el informe LM-79-19 proporciona datos de rendimiento base fiables para la validación y certificación de productos, así como para la aceptación de proyectos de iluminación.

Preguntas Frecuentes

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