La iluminación LED y los requisitos necesarios para la conservación – el factor de daño

Ein Mann misst den Lichtschadenfaktor eines Gemäldes mit einem Messgerät im Museum.

La luz, especialmente la longitud de onda ultravioleta, provoca la decoloración y el envejecimiento de los materiales y las obras de arte. El factor de daño define en qué medida la distribución espectral de una fuente de luz, por ejemplo, un LED, daña una obra de arte. Los LEDs de alta calidad no emiten ni radiación ultravioleta ni radiación infrarroja, por lo tanto, son especialmente adecuados para iluminar obras de arte sensibles.

Los conocimientos luminotécnicos de ERCO también están disponibles como documento técnico:

¿Qué es el factor de daño?

En principio, toda iluminación tiene un efecto nocivo: los colores se desvanecen, modifican su tono, se oscurecen; los materiales se resquebrajan, se deshacen y se forman grietas.

El factor de daño (Fdm, rel), también denominado índice de daño (DI, damage index en inglés), describe en qué medida es dañina la radiación de una fuente de luz para los colores y los materiales. La luz solar, por ejemplo, emite tanto radiación ultravioleta, invisible al ojo humano, como luz de onda corta, que sí percibimos. Por esta razón, la luz solar es notablemente más dañina para muchos materiales que la luz artificial generada por los LEDs.

El factor de daño depende de la distribución espectral de una fuente de luz y del componente nocivo que esta contenga. Es el cociente de la irradiancia nociva (W/m²) y de la iluminancia (lx o lm/m²), y normalmente se expresa en milivatios por lumen (mW/lm). Los valores inferiores a 0,2 se consideran aceptables para la iluminación del arte. Mientras que las fuentes de luz anteriores solían sobrepasar con creces este valor, los LEDs de alta calidad actuales se encuentran por debajo del mismo. Las luminarias con una temperatura de color blanco cálido tienen la ventaja de que su distribución espectral no contiene radiación UV y solo contiene un pequeño componente de azul de onda corta. El factor de daño de estos LEDs está muy por debajo de 0,2.

¿Cómo se aplica el factor de daño?

El factor de daño por sí solo, únicamente indica el potencial de daño de una distribución espectral. El daño real que puede causar la luz en una obra expuesta, depende, además, de los siguientes factores:

La sensibilidad relativa a la luz de los materiales iluminados (Hs,dm en Wh/m²)
La irradiancia (W/m²)
El tiempo de exposición a la irradiación (ts en h)
El componente infrarrojo de la distribución espectral (puede omitirse para las luminarias LED)

La sensibilidad relativa a la luz (Hs,dm) define la cantidad de radiación a partir de la cual se producen daños en una obra expuesta. Depende del material de la obra y, en última instancia, deberá ser determinada por expertos.

A continuación, mostramos algunos materiales típicos y sus indicadores de sensibilidad a la luz:

Papel de periódico

Acuarela en papel

Hs,dm = 175 Wh/m²

Textiles

Hs,dm = 290 Wh/m²

Hs,dm = 5 Wh/m²

Óleo sobre lienzo

Hs,dm = 850 Wh/m²

La irradiancia (Edm) mide la radiación nociva que incide sobre el objeto (W/m²). El valor forma parte del factor de daño de una longitud de onda.

Por último, el tiempo de exposición (ts) también tiene gran importancia. Además de la iluminancia (E), este factor define el tiempo que transcurre hasta que se produce un daño. Debe tenerse en cuenta que el daño que produce la luz es acumulativo, es decir, una hora a 1000lx produce el mismo efecto que 1000 horas a 1lx. Por lo tanto, los diseñadores de iluminación y los comisarios de los museos se enfrentan al reto de iluminar la obra expuesta con la intensidad suficiente para que se puedan distinguir los detalles, pero sin correr el riesgo de dañarla (con demasiada rapidez) debido a una exposición a la luz demasiado prolongada.

Ejemplo:

se puede aplicar la siguiente fórmula para determinar durante cuánto tiempo se puede iluminar un objeto antes de que se produzcan daños:

ts = Hs,m / (Fdm,rel x E)

Una pintura al óleo sobre lienzo debe iluminarse con una luminaria LED de 3000K y CRI 97, que presente un factor de daño de 0,155mW/lm a 200lx. Según la tabla anterior, la sensibilidad a la luz de la obra expuesta es de 850Wh/m².

ts = 850Wh/m² / (0,000155W/lm x 200lx)

ts = 27.419h

Si se ilumina con la luz natural que incide a través de una ventana, el factor de daño de la longitud de onda es de 0,333mW/lm. Manteniendo el resto de valores, el cálculo sería:

ts = 850Wh/m² / (0,000333W/lm x 200lx)

ts = 12.763h

Debido a la longitud de onda ultravioleta, que contienen mucha energía, y a la longitud de onda azul de la luz solar, solo es posible exponer la obra a la luz solar durante la mitad de tiempo.

¿Qué grado de sensibilidad a la luz presenta cada tipo de obra?

A fin de realizar una primera clasificación de los materiales, la CIE 157 define cuatro clases, que se pueden aplicar como regla general para determinar la iluminancia máxima y el tiempo máximo de exposición a la luz.

Sensibilidad obra expuesta, objeto

Descripción

Iluminancia máx.

Ilimitado

Valor límite de exposición anual

Ilimitado

1. Insensible

El objeto está compuesto solo por materiales que son duraderos, es decir, que no reaccionan a la luz.
Ejemplos: la mayoría de los metales, la piedra, la mayoría del cristal, la cerámica auténtica, los esmaltes, la mayoría de los minerales.

2. Sensibilidad baja

El objeto está compuesto por materiales duraderos que reaccionan ligeramente a la luz.
Ejemplos: pintura al óleo y al temple, frescos, cuero y madera sin teñir, cuerno, hueso, marfil, lacas, algunos materiales sintéticos.

200lx

600.000lxh/a

50lx

150.000lxh/a

3. Sensibilidad media

El objeto contiene materiales o compuestos orgánicos volátiles que son moderadamente sensibles a la luz.
Ejemplos: trajes, acuarelas, dibujos al pastel, tapices, grabados y dibujos, manuscritos, miniaturas, pinturas al temple, papel tapiz, témperas, cuero teñido y la mayoría de los objetos de historia natural, incluidos especímenes botánicos, pieles y plumas.