Reproducción cromática del LED
Se denomina reproducción cromática a la capacidad de una fuente de luz de reproducir los colores con la mayor fidelidad posible. La reproducción cromática es una característica de las fuentes de luz. Depende de la composición espectral de la luz que emite la respectiva fuente de luz, y no de la propia temperatura de color. Los métodos habituales para evaluar la reproducción cromática son el CRI y el TM-30.
¿Qué es el espectro visible de un LED?
Las fuentes de luz que emiten luz debido a las altas temperaturas, como una lámpara incandescente o el sol, tienen un espectro que cuenta con todos los rangos del espectro visible, por lo tanto, la reproducción cromática es muy buena.
El espectro de los LEDs blancos es menos uniforme debido a que la luz se genera mediante semiconductores y fósforos, y disminuye notablemente en los límites del rango visible. Entre estos límites se aprecian componentes más intensos y picos de absorción. El espectro de los LEDs blancos convencionales está compuesto por un pequeño componente de LED azul y un componente más amplio generado por el fósforo. Los LED con mejores fósforos y un espectro más uniforme muestran mejores cualidades de reproducción cromática.
El espectro 1 muestra un LED con una buena reproducción cromática, mientras que el espectro 2 muestra un LED con muy buena reproducción cromática.
¿Qué significa el índice de reproducción cromática CRI de los LEDs?
El índice de reproducción cromática CRI (Colour Rendering Index), denominado también Ra, es el método más común para determinar la calidad de la reproducción cromática de forma medible y lo más objetiva posible.
El índice de reproducción cromática CRI de un LED se determina comparando la fuente de luz a evaluar con una fuente de luz de referencia (dependiendo de la temperatura de color, o bien una lámpara incandescente o bien el iluminante estandarizado D65 para la luz diurna promedio). La comparación se realiza analizando las muestras cromáticas R1 a R8 (todos colores pastel). La media aritmética de la reproducción cromática de los 8 colores estandarizados es el resultado del índice general de reproducción cromática CRI.
El valor CRI máximo alcanzable es 100. Un CRI superior a 80 ya se considera bueno. Los resultados superiores a 90 se consideran excelentes.
Un inconveniente del índice general de reproducción cromática CRI es la evaluación de la reproducción cromática con solo 8 colores pastel, sin tener en cuenta los tonos cromáticos saturados. Los tonos rojos son especialmente relevantes en muchas aplicaciones (moda, cosmética, alimentación), pese a que no se tienen en cuenta en el CRI. Por esta razón, se han definido otras 6 muestras cromáticas más para calcular el índice de reproducción cromática. La reproducción cromática de estos colores también se puede calcular y especificar con el fin de ampliar la evaluación. El rojo saturado corresponde a la muestra cromática 9, de modo que la reproducción cromática del rojo se denomina «R9». Este color suele aparecer a menudo en el cálculo, debido a su enorme relevancia para muchas aplicaciones. En el caso de los LEDs blancos, los valores de R9 superiores a 50 se consideran muy buenos. Los valores superiores a 90 se consideran excelentes.
¿Qué valores CRI se aplican en los espacios interiores?
En los espacios interiores con afluencia de público, el valor CRI debe ser como mínimo de 80. La norma europea DIN EN 12464-1, que regula la iluminación de los lugares de trabajo en interiores, especifica los requisitos mínimos para las diferentes zonas de trabajo y tareas visuales. Cuanto más importante sea la evaluación correcta de los colores para una determinada actividad, mayores serán los requisitos que debe satisfacer la reproducción cromática. Las mayores exigencias se encuentran, por ejemplo, en el sector sanitario.
¿Qué significa TM-30 en la reproducción cromática de los LEDs?
La norma estadounidense TM-30-20 ofrece una alternativa al método CRI. Esta norma, que está homologada con la normativa CIE227, define los valores Rf y Rg. Estos valores se refieren a la similitud de una fuente de luz de prueba y un espectro de referencia en cuanto a la fidelidad cromática (Rf - fidelity) y a la saturación (Rg - gamut). La fuente de luz de referencia es una fuente de luz estándar CIE-D que corresponde a la luz natural.
El Rf es equiparable al CRI, el método de cálculo y el valor máximo de 100 son idénticos. Sin embargo, al tenerse en cuenta 99 colores de referencia en lugar de 8, a menudo resultan valores inferiores para el Rf que para el CRI.
Rg describe la gama cromática, esto es, el tamaño del espacio cromático reproducible. Una lámpara con reproducción cromática fiel a los colores naturales, tiene un Rg de 100, y son posibles valores tanto menores como mayores.
Los valores Rg superiores a 100 indican que los tonos cromáticos se acentúan especialmente y se reproducen con mayor intensidad que los producidos por la fuente de luz de referencia.
Los valores Rf y Rg suelen representarse con un diagrama. Sin embargo, estos valores por sí solos no permiten extraer conclusiones definitivas sobre la calidad de la reproducción cromática de una lámpara. Para ello es necesario el gráfico de vectores de color, que muestra, para los colores de prueba seleccionados, la magnitud y la dirección del desplazamiento cromático en comparación con la fuente de luz de referencia.
Si la curva resultante se halla fuera de la línea de circunferencia aplicable para la referencia, los colores en este rango se reproducirán sobresaturados. Si se encuentra en el interior de la línea, los colores en cuestión se reproducirán con una menor saturación.
