En el presente trabajo se presenta un estudio realizado en el LAL a dispositivos para se&ntilde;alizaci&oacute;n (sem&aacute;foros, balizas, barrales lum&iacute;nicos) con tecnolog&iacute;a led. Las mediciones tradicionales de intensidad luminosa se complementaron con el an&aacute;lisis de la luminancia de los dispositivos, evaluada para diversas aperturas angula-res. Los resultados obtenidos marcan un notorio incremento en las luminancias puntuales, para valores de emisi&oacute;n globales comparables a los obtenidos en dispositivos convencionales. Este efecto, sumado al grado relativamente alto de coherencia en el caso de luces de color, podr&iacute;a derivar en nuevos tipos de deslumbra-miento, posiblemente no contemplados en las recomendaciones vigentes.Trabajo presentado en el XI Congreso Iberoamericano de iluminación, Colombia, 9 al 12 de octubre de 2012

Ferreyra, Joaquín

Ixtaina, Pablo Ruben

Presso, Matías

En el presente trabajo se presenta un estudio realizado en el LAL a dispositivos para señalización (semáforos, balizas, barrales lumínicos) con tecnología led. Las mediciones tradicionales de intensidad luminosa se complementaron con el análisis de la luminancia de los dispositivos, evaluada para diversas aperturas angula-res. Los resultados obtenidos marcan un notorio incremento en las luminancias puntuales, para valores de emisión globales comparables a los obtenidos en dispositivos convencionales. Este efecto, sumado al grado relativamente alto de coherencia en el caso de luces de color, podría derivar en nuevos tipos de deslumbra-miento, posiblemente no contemplados en las recomendaciones vigentes.Trabajo presentado en el XI Congreso Iberoamericano de iluminación, Colombia, 9 al 12 de octubre de 2012

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     1. RESUMEN  En el presente trabajo se presenta un estudio realizado en el LAL a dispositivos para  señalización (semáforos, balizas, barrales lumínicos) con tecnología led. Las mediciones tradicionales de intensidad luminosa se complementaron con el análisis de la luminancia de los dispositivos, evaluada para diversas aperturas angula-res. Los resultados obtenidos marcan un notorio incre-mento en las luminancias puntuales, para valores de emisión globales comparables a los obtenidos en dispo-sitivos convencionales. Este efecto, sumado al grado relativamente alto de coherencia en el caso de luces de color, podría derivar en nuevos tipos de deslumbra-miento, posiblemente no contemplados en las reco-mendaciones vigentes.  2. INTRODUCCION  El término “deslumbramiento” alude a una particular condición de visión en la que existe molestia (discon-fort), reducción en la capacidad visual o ambos fenó-menos simultáneamente [1]. Las causas del deslum-bramiento pueden ser:  • Inadecuada distribución espacial de luminancias. • Rango de luminancias extremos en el campo visual. • Excesivo contraste en espacio o tiempo.  Se acostumbra a diferenciar dos tipos de deslumbra-miento:  a- Deslumbramiento molesto (también denominado psicológico) b-    Deslumbramiento perturbador (o fisiológico).  La primera definición alude a situaciones perceptivas en la que existe cierta incomodidad no necesariamente acompañada por una alteración en la visión de los obje-tos. En la segunda forma en cambio, hay pérdida de capacidad visual, que puede o no estar ligada a sensa-ciones de molestia o incomodidad. En ciertas situacio-nes, ambos tipos de deslumbramiento ocurren en forma simultánea [2].  Las investigaciones realizadas hasta el presente indican que la luminancia de la fuente es la principal responsa-ble del deslumbramiento molesto. El deslumbramiento perturbador en cambio, está más ligado a la cantidad de luz que ingresa al sistema visual. Nuevamente aquí tenemos la posibilidad de encontrar efectos combina-dos: fuentes de deslumbramiento con gran luminancia, que generan a su vez altos niveles de iluminancia intra-ocular.  La relación entre los diversos factores que causan el deslumbramiento es por lo general compleja, por lo que los valores o índices utilizados como parámetros de control o limitación dependen del modelo empleado para describir la situación a evaluar. Estos modelos surgen a su vez de los esquemas experimentales usados en las investigaciones que, en líneas generales, se han orientado al alumbrado de interiores por un lado y el alumbrado vial por otro.   2.1 Deslumbramiento Molesto  La situación básica para describir el deslumbramiento molesto se ilustra en la figura 1, en dónde una fuente deslumbrante de luminancia Ls se ubica en el campo visual periférico de un observador cuya línea de visión se dirige a un objeto O. El objeto es visible gracias al contrate que ofrece contra un fondo de luminancia Lf. La línea de visión está desplazada un ángulo θ respecto a la posición de la fuente de deslumbramiento.      Fig.1 - Esquema básico para describir el deslumbramiento molesto  Para esta situación, las investigaciones realizadas [3,4] concluyen que el deslumbramiento es mayor conforme se reduce el ángulo de desplazamiento θ entre la línea de visión y la fuente de deslumbramiento. También se incrementa con el tamaño de la imagen que forma la fuente deslumbrante en la retina del ojo del observador DESLUMBRAMIENTO EN DISPOSITIVOS LED  Pablo Ixtaina1,   Matias Presso2,   Joaquín Ferreyra3 1,3 Laboratorio de Acústica y Luminotecnia de la Comisión de Investigaciones  Científicas de la Provincia de Buenos Aires LAL CIC - Argentina 2 Instituto de Investigación en Tecnología Informática Avanzada INTIA - UNCPBA - Argentina E-mail:  pixtaina@yahoo.com  y su luminancia. Por otra parte, el deslumbramiento se reduce con el aumento de la luminancia de fondo (Lf), considerando que el observador tiene su visión adapta-da a este valor.  El índice adoptado como indicador del grado de des-lumbramiento (G, Glare Constant, según CIE) asume la forma indicada en la ecuación (1).    (1)  En la ecuación (1), W es el ángulo sólido que contiene a la fuente de deslumbramiento y F(θ) es una función compleja que relaciona el desplazamiento vertical y horizontal de la fuente, ponderando su influencia. Los exponentes a, b y c dependen de la situación. Para el caso de fuentes deslumbramiento pequeñas con altas luminancias se adoptan a=1,3, F(θ)≈1 y b=c= 1.  Valores de G menores a 10 indican niveles de deslum-bramiento imperceptibles. Por otro lado, 150 es el límite adoptado para la máxima molestia aceptable. Valores mayores (600) estarían en el límite de lo into-lerable.  Cuando la situación deja de ser “estática”, esto es, el observador se desplaza, la caracterización es más com-pleja. El alumbrado de rutas y autopistas constituye el caso típico en el que existe un movimiento relativo entre el observador y la fuente. El índice empleado, también llamado G (Glare Control Mark para este caso),  se indica en la expresión (2).         (2)  G depende de parámetros propios de la luminaria, agrupados en el SLI (Specific Luminaire Index), de la luminancia media de la calzada (Lav), distancia vertical ente el observador y la altura de montaje de las lumina-rias (h) y cantidad de luminarias por kilómetro (p).  La escala usada es inversa al caso anterior: valores chicos (≈1) indican deslumbramiento inaceptable [5, 6].   2.2 Deslumbramiento perturbador  El método empleado para evaluar el deslumbramiento perturbador se basa en los estudios de Holladay, Adrian y Schreuder, entre otros [4,7]. Tomando como base un esquema similar al de la figura 1, se estimó el oculta-miento o velo sobre el objetos observado producido por la luz de la fuente de deslumbramiento que ingresa al ojo. El efecto se cuantificó con la luminancia equiva-lente de velo Lv.           (3)   La luminancia equivalente de velo depende directa-mente de la iluminancia que produce la fuente de des-lumbramiento sobre el ojo, en un plano perpendicular a línea de visión (Eeye) e inversamente con el cuadrado del ángulo entre la línea de visión y la fuente de des-lumbramiento (en grados). La expresión (3) tiene cómo límites de aplicación valores de θ menores a 60º y hay además correcciones por la edad del observador [8,9].  La luminancia de velo se adiciona tanto a la luminancia del fondo como a la del objeto, lo que determina una pérdida efectiva de contraste. De este modo, para que el objeto se mantenga con igual grado de visibilidad, el contraste en la escena con fuente de deslumbramiento, debería aumentarse en el llamado “umbral de percep-ción” TI, obtenido con el expresión empírica (4).      (4)  TI es una medida de cuánto se perturba la visión del objeto. Valores entre 10 y 20 son los límites admitidos en el alumbrado público [6,10].  En interiores o ambientes laborales se puede limitar el deslumbramiento en forma simplificada. Por ejemplo, estableciendo relaciones máximas entre la luminancia de fondo y objeto, para diferentes ángulos de visión [11]. Otra alternativa es establecer relaciones entre la luminancia de velo y la luminancia de fondo [12].     3. EL ESTUDIO  La base del presente estudio lo constituye el reclamo de usuarios de la vía pública, recogido de las consultas efectuadas al laboratorio y difundido además por me-dios de comunicación [13]. El mismo se fundaba en la molestia que ocasionaban dispositivos de señalización que usaban como fuente de iluminación leds. Específi-camente, los equipos catalogados como “deslumbran-tes”  tenían la particularidad de poseer los leds indivi-dualmente visibles. El signo que representaba la señal (una circunferencia, una flecha, letra, etc.) estaba con-formado por la sumatoria de puntos de luz y se veía como homogéneo solo a una distancia considerable. El efecto “molesto” fue a su vez advertido por los labora-toristas encargados de realizar las fotometrías, que normalmente observan la señal en el momento de cen-trado y ajuste en el sistema de medición. El deslum-bramiento se constató en equipos cuyas intensidades emitidas no eran sustancialmente distintas a las de dispositivos “convencionales”, considerando a estos  últimos como uniformemente iluminados (en forma independiente de que usen leds u otra fuente luminosa). Los equipos estudiados fueron de tres tipos: • Semáforos para tránsito vehicular, colores rojo, amarillo y verde, 200 y 300 mm de diámetro no-minal. • Barrales con luces de señalización para vehículos (patrulleros), color azul. • Cartel tipo publicitario, para señalización en co-mercios farmacéuticos, forma de cruz, color verde.  La figura 3 ilustra los equipos del primer y segundo grupo. Los diámetros de los leds usados se encontraban entre 2 y 5 mm, mientras que la separación entre ele-mentos adyacentes observados alcanzaba los 12 mm.   Fig.3 – Ejemplos de los equipos estudiados  Solo los equipos del primer grupo están normalizados, siendo la práctica europea [14] la usual en nuestro país. El resto de los equipos no tiene una regulación clara y más allá de una forma externa generalmente estándar, los valores lumínicos son muy variables.  3.1 Mediciones  La figura 4 muestra el esquema experimental usado para las mediciones de luminancia.   Fig.4 – Esquema experimental.  La luminancia del dispositivo en estudio se midió con un luminancímetro según Pritchard [15], utilizando aperturas angulares y distancias de medición tales que permitieron explorar áreas de la superficie luminosa desde aproximadamente 40 mm de diámetro hasta menores a un led individual (<1 mm de diámetro). Paralelamente se midieron las intensidades luminosas emitidas, utilizando un sistema gonio fotométrico tra-dicional.  La figura 5 muestra los resultados obtenidos para se-máforos para tránsito vehicular. Las luminancias medi-das se incrementan conforme disminuye la superficie captada por el instrumento, hasta valores superiores a 105 cd/m2 cuando se cubre un led individual. El modelo nominado “Gleds” posee una separación promedio entre leds de 9 mm con un tamaño de led de 5 mm. Las dimensiones respectivas son 12 mm y 2 mm para los indicados como “Mleds”.  Valores similares se obtuvieron para el caso de barrales y carteles publicitarios. La figura 6 muestra, a modo de ejemplo, los resultados en un barral para vehículo poli-cial, con distancia entre leds de 9 mm y 5 mm de tama-ño de led.  Luminancia en Semáforos1,00E+031,00E+041,00E+051,00E+060 5 10 15 20 25 30 35 40Apertura d [mm]L [cd/m2]Gleds Verde Gleds Amarillo Gleds RojoMleds Verde Mleds Amarillo Mleds Rojo Fig.5 - Mediciones de luminancia en cabezales de semáforos  Luminancia en Barral/Sirena0,00E+005,00E+041,00E+051,50E+052,00E+052,50E+053,00E+050 5 10 15 20 25 30 35 40Apertura d [mm]Lm [cd/m2]Sin Acrilico Con Acrilico Fig.6 - Mediciones de luminancia en barrales   En la tabla 1 se comparan valores medidos con norma-lizados según [14], para una señal de 300 mm de diá-metro, tipo 3/1, común en avenidas importantes de nuestro país. El área luminosa considerada fue de 0,071 m2 y las luminancias promedio se obtuvieron como L= I/A. Tabla 1. Valores medidos y normalizados  Se puede observar que la luminancia percibida por el observador cuando se distinguen los puntos luminosos es 25 veces mayor a la luminancia promedio de la señal y casi 15 veces más grande que la máxima permitida por la norma.  4. ANÁLISIS DE RESULTADOS  Un primer punto a considerar es qué grado de molestia puede atribuirse a tales valores de luminancia puntual. En principio, no puede catalogarse como deslumbra-miento perturbador, ya que ni Lv o TI (ecuaciones 3 y 4, punto 2.2) poseen valores perjudiciales, no habiendo diferencias con un equipo tradicional.  Sin embargo, la situación cambia al considerar el índice G (ecuación 1). La figura 7 muestra los valores calculados para una luminancia de fondo típica en condición de día (Lf=1000 cd/m2) y noche ( Lf =1 cd/m2) y diferentes distancias de observación. Éstas definen, para señales del orden de 300 mm de diámetro, una gama de ángu-los sólidos W.  Grado de Deslumbramiento - G1,00E-071,00E-051,00E-031,00E-011,00E+011,00E+031,00E+051,00E+00 1,00E+01 1,00E+02 1,00E+03 1,00E+04 1,00E+05Ls [cd/m2]GG (día 5 m) G (día 10 m) G (noche 5 m) G (noche 10 m) Fig.7 - Indicador del grado de deslumbramiento G Como es lógico prever, valores de Ls ligeramente supe-riores a 105 cd/m2 no resultan molestos en situación de “día” (G<10), pero superan ampliamente el límites de lo tolerable en situación de “noche”, con valores ex-tremos (104) para cortas distancias  de observación.  Por otra parte es necesario establecer cuándo la señal comienza a percibirse como discreta (formada por puntos). Considerando el esquema elemental de la figura 8, la agudeza visual definirá, para una distancia D de observación, la separación máxima entre leds a partir de la cual la señal es percibida como homogénea.    Fig.8 - Percepción de la señal La máxima agudeza visual  depende, entre otros facto-res, del tipo de objeto usado en la experiencia, su con-traste y la luminancia de adaptación. Según los autores, los valores se encuentran entre 0,5 y 1 minuto de arco [16]. En la figura 9 se muestra la relación entre D y d para el caso de las señales estudiadas. Con d entre 5 y 12 mm, la distancia D límite a partir de la cual se dis-tinguirán los puntos luminosos resulta menor a 15/20 m.  0,02,04,06,08,010,012,00 5 10 15 20Distancia de observación D [m]Separación d [mm]1 min.0,5 min. Fig.9 - Percepción de puntos y agudeza visual  Adicionalmente, si el ángulo subtendido por la señal es tal que su imagen ocupa una porción importante de la fóvea o se centra en la fovéola, la emisión de cada led afectará a un número relativamente chico de células fotoreceptoras y con ello el efecto deslumbrante será más severo. Este ángulo sólido de máxima agudeza visual varía entre 54' y 1,2° [17], lo que resulta en una distancia de observación menor a 15 m para señales de 300 mm de diámetro.  5. CONCLUSIONES  Como toda nueva tecnología, el uso de leds trae apare-jados ventajas (incremento de eficiencia de los disposi- tivos, estabilidad del color, mejores posibilidades de diseño) y efectos indeseados. Este es el caso de las altas luminancias detectadas, que pueden causar per-turbaciones  o molestias para ciertas situaciones de uso.  En el caso de equipos diseñados bajo norma (semáfo-ros), el efecto “deslumbrante” escapa a los límites o controles establecidos para el funcionamiento correcto, ya que las recomendaciones se orientan a señales uni-formes y no conformadas por puntos luminosos.  Re-sulta entonces indispensable avanzar en la actualiza-ción de las mismas, a fin de limitar el fenómeno.  En igual sentido, los resultados mostrados alertan sobre la necesidad de generar regulaciones para la totalidad de los  equipos luminosos instalados en la vía pública. La tendencia indica que la emisión de los leds conti-nuará incrementándose, a la par que disminuirá el ta-maño de las superficies emisoras. Debe entonces legis-larse con especial énfasis en limitar las luminancias presentes en el entorno visual de conductores y peato-nes usuarios del espacio público.   6. AGRADECIMIENTOS  Los autores agradecen a la CIC PBA, donde P.I. es miembro de la Carrera de Investigador Científico y Tecnológico y M.P y J.F. pertenecen al plantel Profe-sional.  7. REFERENCIAS  [1] CIE Commission Internationale de l’Éclairage Publication 017/E ILV: International Lighting Vocabulary, Austria, 2011. [2] CIE Commission Internationale de l’Éclairage Publication 55. Discomfort Glare in the Interior Working Environ-ment, France, 1983. [3] R.G. Hopkinson, “Discomfort glare in lighted streets2, Transactions of the IES,5 (1), London, 1940. [4] L. Holladay, “The fundamentals of glare and visibility”, Journal of the Optical Society of America, 12 (4), 1926. [5] W. van Bommel, J.de Boer, “Road Lighting”, Philips Technical Library, The Netherlands, 1982. [6] Publication CIE Nº 30-2 (TC-4.6), “Calculation and measurement of luminance and illuminance in road light-ing”. Vienna, 1982 [7] W. Adrian, D Schreuder, “A simple method for the ap-praisal of glare in street lighting”, Lighting Research and Technology, vol 2, p61, 1970. [8] A. Fisher, A. Christie, “A note on disability glare”. Vision Research, vol 5, 1965. [9] B. Crawford, “The integration of the effects from a num-ber of glare sources” Proc.  Phys. Soc. of London, vol 48, 1936. [10] Instituto Argentino de Racionalización de Materiales, IRAM AADL J 2022-2, “Alumbrado Público, Vías de Tránsito – Clasificación y niveles de iluminación”. Bue-nos Aires, 1995 [11] República Argentina, ley 19.587/72, “Ley de Seguridad e Higiene e el trabajo”, Anexo IV, cap. XII, Iluminación y Color, Buenos Aires, 1972. [12] ANSI/IESNA Illuminating Engineering Society of North America “American National Standard Practice for Roadway Lighting” RP-8-2000, NY, 2000 [13] Diario El Día, edición de 25 de Septiembre de 2011, http://www.eldia.com.ar/edis/20110925/ahora-cuestionan-uso-luces-led-via-publica-laciudad. [14] European Committee for Standardization, European Standard EN 12368, “Traffic control equipment. Signal heads”, Brussels, 2006.  [15] Photo Research Inc., PR880 Photometer specification,  http://www.photoresearch.com/current/pr880.asp, 2012.  [16] P. Moon, “The Scientific Basis of Illuminating Engi-neering”, McGraw Hill Book Company, London, 1936. [17] D. Bardier, “de la Visión al Conocimiento”, Tradinco SA editores, Montevideo, 2001.   8.   BIOGRAFIAS Pablo R. Ixtaina (1965). Ing. Elec-tricista graduado en la Universidad Nacional de La Plata, Argentina. Es docente en Mediciones Eléctricas e Iluminación para carreras de grado y posgrado de la Universidad Na-cional de La Plata y la Universidad Tecnológica Na-cional. Como Investigador de la CIC, ha realizado estudios de postgrado, trabajos de perfeccionamiento y visitas científicas en Universidades Nacionales y Cen-tros Internacionales. Miembro de la Comisión “Alum-brado Público” del Instituto Argentino de Normaliza-ción y Certificación (IRAM). Posee alrededor de 40 publicaciones en Revistas Científicas y Técnicas y en Actas de congresos. Matías Presso (1977). Ing. en Elec-trónica graduado en la Universidad Nacional de La Plata, Argentina. Es Profesional Asistente de la CIC, ha realizado cursos de postgrado y perfeccionamiento en Universidades Nacionales e Internacionales. Autor de una decena de publicaciones en Revistas Científicas y Técnicas y en Actas de congresos. Joaquín Ferreyra (1985). Ing. en Electróni-ca graduado en la Universidad Nacional de La Plata,  Argentina. Es Pasante de la CIC, ha realizado cursos de postgrado y perfec-cionamiento en la Universidad Nacional de la Plata y la Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Fue Becario en el CIOp – CONICET/CIC, con desarrollos electrónicos para proyectos de investigación en satélites. Actualmen-te participa en el desarrollo de sistemas de medición el LAL CIC.  

Deslumbramiento en dispositivos led

En el presente trabajo se presenta un estudio realizado en el LAL a dispositivos para señalización (semáforos, balizas, barrales lumínicos) con tecnología led. Las mediciones tradicionales de intensidad luminosa se complementaron con el análisis de la luminancia de los dispositivos, evaluada para diversas aperturas angula-res. Los resultados obtenidos marcan un notorio incre-mento en las luminancias puntuales, para valores de emisión globales comparables a los obtenidos en dispo-sitivos convencionales. Este efecto, sumado al grado relativamente alto de coherencia en el caso de luces de color, podría derivar en nuevos tipos de deslumbra-miento, posiblemente no contemplados en las reco-mendaciones vigentes.Facultad de Ingenierí

Ixtaina, Pablo Rubén

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1. RESUMEN 
 
En el presente trabajo se presenta un estudio realizado 
en el LAL a dispositivos para  señalización (semáforos, 
balizas, barrales lumínicos) con tecnología led. Las 
mediciones tradicionales de intensidad luminosa se 
complementaron con el análisis de la luminancia de los 
dispositivos, evaluada para diversas aperturas angula-
res. Los resultados obtenidos marcan un notorio incre-
mento en las luminancias puntuales, para valores de 
emisión globales comparables a los obtenidos en dispo-
sitivos convencionales. Este efecto, sumado al grado 
relativamente alto de coherencia en el caso de luces de 
color, podría derivar en nuevos tipos de deslumbra-
miento, posiblemente no contemplados en las reco-
mendaciones vigentes. 
 
2. INTRODUCCION 
 
El término “deslumbramiento” alude a una particular 
condición de visión en la que existe molestia (discon-
fort), reducción en la capacidad visual o ambos fenó-
menos simultáneamente [1]. Las causas del deslum-
bramiento pueden ser: 
 
• Inadecuada distribución espacial de luminancias. 
• Rango de luminancias extremos en el campo visual. 
• Excesivo contraste en espacio o tiempo. 
 
Se acostumbra a diferenciar dos tipos de deslumbra-
miento:  
a- Deslumbramiento molesto (también denominado 
psicológico) 
b-    Deslumbramiento perturbador (o fisiológico). 
 
La primera definición alude a situaciones perceptivas 
en la que existe cierta incomodidad no necesariamente 
acompañada por una alteración en la visión de los obje-
tos. En la segunda forma en cambio, hay pérdida de 
capacidad visual, que puede o no estar ligada a sensa-
ciones de molestia o incomodidad. En ciertas situacio-
nes, ambos tipos de deslumbramiento ocurren en forma 
simultánea [2]. 
 
Las investigaciones realizadas hasta el presente indican 
que la luminancia de la fuente es la principal responsa-
ble del deslumbramiento molesto. El deslumbramiento 
perturbador en cambio, está más ligado a la cantidad de 
luz que ingresa al sistema visual. Nuevamente aquí 
tenemos la posibilidad de encontrar efectos combina-
dos: fuentes de deslumbramiento con gran luminancia, 
que generan a su vez altos niveles de iluminancia intra-
ocular. 
 
La relación entre los diversos factores que causan el 
deslumbramiento es por lo general compleja, por lo que 
los valores o índices utilizados como parámetros de 
control o limitación dependen del modelo empleado 
para describir la situación a evaluar. Estos modelos 
surgen a su vez de los esquemas experimentales usados 
en las investigaciones que, en líneas generales, se han 
orientado al alumbrado de interiores por un lado y el 
alumbrado vial por otro.  
 
2.1 Deslumbramiento Molesto 
 
La situación básica para describir el deslumbramiento 
molesto se ilustra en la figura 1, en dónde una fuente 
deslumbrante de luminancia Ls se ubica en el campo 
visual periférico de un observador cuya línea de visión 
se dirige a un objeto O. El objeto es visible gracias al 
contrate que ofrece contra un fondo de luminancia Lf. 
La línea de visión está desplazada un ángulo θ respecto 
a la posición de la fuente de deslumbramiento. 
 
 
 
 
 
Fig.1 - Esquema básico para describir el deslumbramiento 
molesto 
 
Para esta situación, las investigaciones realizadas [3,4] 
concluyen que el deslumbramiento es mayor conforme 
se reduce el ángulo de desplazamiento θ entre la línea 
de visión y la fuente de deslumbramiento. También se 
incrementa con el tamaño de la imagen que forma la 
fuente deslumbrante en la retina del ojo del observador 
DESLUMBRAMIENTO EN DISPOSITIVOS LED 
 
Pablo Ixtaina1,   Matias Presso2,   Joaquín Ferreyra3 
1,3 Laboratorio de Acústica y Luminotecnia de la Comisión de Investigaciones  
Científicas de la Provincia de Buenos Aires LAL CIC - Argentina 
2 Instituto de Investigación en Tecnología Informática Avanzada INTIA - UNCPBA - Argentina 
E-mail:  pixtaina@yahoo.com 
 y su luminancia. Por otra parte, el deslumbramiento se 
reduce con el aumento de la luminancia de fondo (Lf), 
considerando que el observador tiene su visión adapta-
da a este valor. 
 
El índice adoptado como indicador del grado de des-
lumbramiento (G, Glare Constant, según CIE) asume la 
forma indicada en la ecuación (1). 
 
  (1) 
 
En la ecuación (1), W es el ángulo sólido que contiene 
a la fuente de deslumbramiento y F(θ) es una función 
compleja que relaciona el desplazamiento vertical y 
horizontal de la fuente, ponderando su influencia. Los 
exponentes a, b y c dependen de la situación. Para el 
caso de fuentes deslumbramiento pequeñas con altas 
luminancias se adoptan a=1,3, F(θ)≈1 y b=c= 1. 
 
Valores de G menores a 10 indican niveles de deslum-
bramiento imperceptibles. Por otro lado, 150 es el 
límite adoptado para la máxima molestia aceptable. 
Valores mayores (600) estarían en el límite de lo into-
lerable. 
 
Cuando la situación deja de ser “estática”, esto es, el 
observador se desplaza, la caracterización es más com-
pleja. El alumbrado de rutas y autopistas constituye el 
caso típico en el que existe un movimiento relativo 
entre el observador y la fuente. El índice empleado, 
también llamado G (Glare Control Mark para este 
caso),  se indica en la expresión (2). 
 
 
      
(2) 
 
G depende de parámetros propios de la luminaria, 
agrupados en el SLI (Specific Luminaire Index), de la 
luminancia media de la calzada (Lav), distancia vertical 
ente el observador y la altura de montaje de las lumina-
rias (h) y cantidad de luminarias por kilómetro (p). 
 
La escala usada es inversa al caso anterior: valores 
chicos (≈1) indican deslumbramiento inaceptable [5, 
6].  
 
2.2 Deslumbramiento perturbador 
 
El método empleado para evaluar el deslumbramiento 
perturbador se basa en los estudios de Holladay, Adrian 
y Schreuder, entre otros [4,7]. Tomando como base un 
esquema similar al de la figura 1, se estimó el oculta-
miento o velo sobre el objetos observado producido por 
la luz de la fuente de deslumbramiento que ingresa al 
ojo. El efecto se cuantificó con la luminancia equiva-
lente de velo Lv. 
 
         (3) 
 
 La luminancia equivalente de velo depende directa-
mente de la iluminancia que produce la fuente de des-
lumbramiento sobre el ojo, en un plano perpendicular a 
línea de visión (Eeye) e inversamente con el cuadrado 
del ángulo entre la línea de visión y la fuente de des-
lumbramiento (en grados). La expresión (3) tiene cómo 
límites de aplicación valores de θ menores a 60º y hay 
además correcciones por la edad del observador [8,9]. 
 
La luminancia de velo se adiciona tanto a la luminancia 
del fondo como a la del objeto, lo que determina una 
pérdida efectiva de contraste. De este modo, para que 
el objeto se mantenga con igual grado de visibilidad, el 
contraste en la escena con fuente de deslumbramiento, 
debería aumentarse en el llamado “umbral de percep-
ción” TI, obtenido con el expresión empírica (4). 
 
    (4) 
 
TI es una medida de cuánto se perturba la visión del 
objeto. Valores entre 10 y 20 son los límites admitidos 
en el alumbrado público [6,10]. 
 
En interiores o ambientes laborales se puede limitar el 
deslumbramiento en forma simplificada. Por ejemplo, 
estableciendo relaciones máximas entre la luminancia 
de fondo y objeto, para diferentes ángulos de visión 
[11]. Otra alternativa es establecer relaciones entre la 
luminancia de velo y la luminancia de fondo [12]. 
   
 
3. EL ESTUDIO 
 
La base del presente estudio lo constituye el reclamo de 
usuarios de la vía pública, recogido de las consultas 
efectuadas al laboratorio y difundido además por me-
dios de comunicación [13]. El mismo se fundaba en la 
molestia que ocasionaban dispositivos de señalización 
que usaban como fuente de iluminación leds. Específi-
camente, los equipos catalogados como “deslumbran-
tes”  tenían la particularidad de poseer los leds indivi-
dualmente visibles. El signo que representaba la señal 
(una circunferencia, una flecha, letra, etc.) estaba con-
formado por la sumatoria de puntos de luz y se veía 
como homogéneo solo a una distancia considerable. El 
efecto “molesto” fue a su vez advertido por los labora-
toristas encargados de realizar las fotometrías, que 
normalmente observan la señal en el momento de cen-
trado y ajuste en el sistema de medición. El deslum-
bramiento se constató en equipos cuyas intensidades 
emitidas no eran sustancialmente distintas a las de 
dispositivos “convencionales”, considerando a estos 
 últimos como uniformemente iluminados (en forma 
independiente de que usen leds u otra fuente luminosa). 
Los equipos estudiados fueron de tres tipos: 
• Semáforos para tránsito vehicular, colores rojo, 
amarillo y verde, 200 y 300 mm de diámetro no-
minal. 
• Barrales con luces de señalización para vehículos 
(patrulleros), color azul. 
• Cartel tipo publicitario, para señalización en co-
mercios farmacéuticos, forma de cruz, color verde. 
 
La figura 3 ilustra los equipos del primer y segundo 
grupo. Los diámetros de los leds usados se encontraban 
entre 2 y 5 mm, mientras que la separación entre ele-
mentos adyacentes observados alcanzaba los 12 mm. 
 
 
Fig.3 – Ejemplos de los equipos estudiados 
 
Solo los equipos del primer grupo están normalizados, 
siendo la práctica europea [14] la usual en nuestro país. 
El resto de los equipos no tiene una regulación clara y 
más allá de una forma externa generalmente estándar, 
los valores lumínicos son muy variables. 
 
3.1 Mediciones 
 
La figura 4 muestra el esquema experimental usado 
para las mediciones de luminancia. 
 
 
Fig.4 – Esquema experimental. 
 
La luminancia del dispositivo en estudio se midió con 
un luminancímetro según Pritchard [15], utilizando 
aperturas angulares y distancias de medición tales que 
permitieron explorar áreas de la superficie luminosa 
desde aproximadamente 40 mm de diámetro hasta 
menores a un led individual (<1 mm de diámetro). 
Paralelamente se midieron las intensidades luminosas 
emitidas, utilizando un sistema gonio fotométrico tra-
dicional. 
 
La figura 5 muestra los resultados obtenidos para se-
máforos para tránsito vehicular. Las luminancias medi-
das se incrementan conforme disminuye la superficie 
captada por el instrumento, hasta valores superiores a 
105 cd/m2 cuando se cubre un led individual. El modelo 
nominado “Gleds” posee una separación promedio 
entre leds de 9 mm con un tamaño de led de 5 mm. Las 
dimensiones respectivas son 12 mm y 2 mm para los 
indicados como “Mleds”. 
 
Valores similares se obtuvieron para el caso de barrales 
y carteles publicitarios. La figura 6 muestra, a modo de 
ejemplo, los resultados en un barral para vehículo poli-
cial, con distancia entre leds de 9 mm y 5 mm de tama-
ño de led. 
 
Luminancia en Semáforos
1,00E+03
1,00E+04
1,00E+05
1,00E+06
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Apertura d [mm]
L [
cd
/m
2]
Gleds Verde Gleds Amarillo Gleds Rojo
Mleds Verde Mleds Amarillo Mleds Rojo
 
Fig.5 - Mediciones de luminancia en cabezales de semáforos 
 
Luminancia en Barral/Sirena
0,00E+00
5,00E+04
1,00E+05
1,50E+05
2,00E+05
2,50E+05
3,00E+05
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Apertura d [mm]
Lm
 [c
d/
m
2]
Sin Acrilico Con Acrilico
 
Fig.6 - Mediciones de luminancia en barrales 
 
 En la tabla 1 se comparan valores medidos con norma-
lizados según [14], para una señal de 300 mm de diá-
metro, tipo 3/1, común en avenidas importantes de 
nuestro país. El área luminosa considerada fue de 0,071 
m2 y las luminancias promedio se obtuvieron como L= 
I/A. 
Tabla 1. Valores medidos y normalizados 
 
Se puede observar que la luminancia percibida por el 
observador cuando se distinguen los puntos luminosos 
es 25 veces mayor a la luminancia promedio de la señal 
y casi 15 veces más grande que la máxima permitida 
por la norma. 
 
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 
 
Un primer punto a considerar es qué grado de molestia 
puede atribuirse a tales valores de luminancia puntual. 
En principio, no puede catalogarse como deslumbra-
miento perturbador, ya que ni Lv o TI (ecuaciones 3 y 
4, punto 2.2) poseen valores perjudiciales, no habiendo 
diferencias con un equipo tradicional.  Sin embargo, la 
situación cambia al considerar el índice G (ecuación 1). 
La figura 7 muestra los valores calculados para una 
luminancia de fondo típica en condición de día 
(Lf=1000 cd/m2) y noche ( Lf =1 cd/m2) y diferentes 
distancias de observación. Éstas definen, para señales 
del orden de 300 mm de diámetro, una gama de ángu-
los sólidos W. 
 
Grado de Deslumbramiento - G
1,00E-07
1,00E-05
1,00E-03
1,00E-01
1,00E+01
1,00E+03
1,00E+05
1,00E+00 1,00E+01 1,00E+02 1,00E+03 1,00E+04 1,00E+05
Ls [cd/m2]
G
G (día 5 m) G (día 10 m) G (noche 5 m) G (noche 10 m)
 
Fig.7 - Indicador del grado de deslumbramiento G 
Como es lógico prever, valores de Ls ligeramente supe-
riores a 105 cd/m2 no resultan molestos en situación de 
“día” (G<10), pero superan ampliamente el límites de 
lo tolerable en situación de “noche”, con valores ex-
tremos (104) para cortas distancias  de observación. 
 
Por otra parte es necesario establecer cuándo la señal 
comienza a percibirse como discreta (formada por 
puntos). Considerando el esquema elemental de la 
figura 8, la agudeza visual definirá, para una distancia 
D de observación, la separación máxima entre leds a 
partir de la cual la señal es percibida como homogénea. 
 
 
 
Fig.8 - Percepción de la señal 
La máxima agudeza visual  depende, entre otros facto-
res, del tipo de objeto usado en la experiencia, su con-
traste y la luminancia de adaptación. Según los autores, 
los valores se encuentran entre 0,5 y 1 minuto de arco 
[16]. En la figura 9 se muestra la relación entre D y d 
para el caso de las señales estudiadas. Con d entre 5 y 
12 mm, la distancia D límite a partir de la cual se dis-
tinguirán los puntos luminosos resulta menor a 15/20 
m. 
 
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
0 5 10 15 20
Distancia de observación D [m]
S
ep
ar
ac
ió
n 
d 
[m
m
]
1 min.
0,5 min.
 
Fig.9 - Percepción de puntos y agudeza visual 
 
Adicionalmente, si el ángulo subtendido por la señal es 
tal que su imagen ocupa una porción importante de la 
fóvea o se centra en la fovéola, la emisión de cada led 
afectará a un número relativamente chico de células 
fotoreceptoras y con ello el efecto deslumbrante será 
más severo. Este ángulo sólido de máxima agudeza 
visual varía entre 54' y 1,2° [17], lo que resulta en una 
distancia de observación menor a 15 m para señales de 
300 mm de diámetro. 
 
5. CONCLUSIONES 
 
Como toda nueva tecnología, el uso de leds trae apare-
jados ventajas (incremento de eficiencia de los disposi-
 tivos, estabilidad del color, mejores posibilidades de 
diseño) y efectos indeseados. Este es el caso de las 
altas luminancias detectadas, que pueden causar per-
turbaciones  o molestias para ciertas situaciones de uso.  
En el caso de equipos diseñados bajo norma (semáfo-
ros), el efecto “deslumbrante” escapa a los límites o 
controles establecidos para el funcionamiento correcto, 
ya que las recomendaciones se orientan a señales uni-
formes y no conformadas por puntos luminosos.  Re-
sulta entonces indispensable avanzar en la actualiza-
ción de las mismas, a fin de limitar el fenómeno. 
 
En igual sentido, los resultados mostrados alertan sobre 
la necesidad de generar regulaciones para la totalidad 
de los  equipos luminosos instalados en la vía pública. 
La tendencia indica que la emisión de los leds conti-
nuará incrementándose, a la par que disminuirá el ta-
maño de las superficies emisoras. Debe entonces legis-
larse con especial énfasis en limitar las luminancias 
presentes en el entorno visual de conductores y peato-
nes usuarios del espacio público.  
 
6. AGRADECIMIENTOS 
 
Los autores agradecen a la CIC PBA, donde P.I. es 
miembro de la Carrera de Investigador Científico y 
Tecnológico y M.P y J.F. pertenecen al plantel Profe-
sional.  
7. REFERENCIAS 
 
[1] CIE Commission Internationale de l’Éclairage Publication 
017/E ILV: International Lighting Vocabulary, Austria, 
2011. 
[2] CIE Commission Internationale de l’Éclairage Publication 
55. Discomfort Glare in the Interior Working Environ-
ment, France, 1983. 
[3] R.G. Hopkinson, “Discomfort glare in lighted streets2, 
Transactions of the IES,5 (1), London, 1940. 
[4] L. Holladay, “The fundamentals of glare and visibility”, 
Journal of the Optical Society of America, 12 (4), 1926. 
[5] W. van Bommel, J.de Boer, “Road Lighting”, Philips 
Technical Library, The Netherlands, 1982. 
[6] Publication CIE Nº 30-2 (TC-4.6), “Calculation and 
measurement of luminance and illuminance in road light-
ing”. Vienna, 1982 
[7] W. Adrian, D Schreuder, “A simple method for the ap-
praisal of glare in street lighting”, Lighting Research and 
Technology, vol 2, p61, 1970. 
[8] A. Fisher, A. Christie, “A note on disability glare”. Vision 
Research, vol 5, 1965. 
[9] B. Crawford, “The integration of the effects from a num-
ber of glare sources” Proc.  Phys. Soc. of London, vol 48, 
1936. 
[10] Instituto Argentino de Racionalización de Materiales, 
IRAM AADL J 2022-2, “Alumbrado Público, Vías de 
Tránsito – Clasificación y niveles de iluminación”. Bue-
nos Aires, 1995 
[11] República Argentina, ley 19.587/72, “Ley de Seguridad 
e Higiene e el trabajo”, Anexo IV, cap. XII, Iluminación 
y Color, Buenos Aires, 1972. 
[12] ANSI/IESNA Illuminating Engineering Society of North 
America “American National Standard Practice for 
Roadway Lighting” RP-8-2000, NY, 2000 
[13] Diario El Día, edición de 25 de Septiembre de 2011, 
http://www.eldia.com.ar/edis/20110925/ahora-
cuestionan-uso-luces-led-via-publica-laciudad. 
[14] European Committee for Standardization, European 
Standard EN 12368, “Traffic control equipment. Signal 
heads”, Brussels, 2006.  
[15] Photo Research Inc., PR880 Photometer specification,  
http://www.photoresearch.com/current/pr880.asp, 2012.  
[16] P. Moon, “The Scientific Basis of Illuminating Engi-
neering”, McGraw Hill Book Company, London, 1936. 
[17] D. Bardier, “de la Visión al Conocimiento”, Tradinco 
SA editores, Montevideo, 2001.  
 
8.   BIOGRAFIAS 
Pablo R. Ixtaina (1965). Ing. Elec-
tricista graduado en la Universidad 
Nacional de La Plata, Argentina. Es 
docente en Mediciones Eléctricas e 
Iluminación para carreras de grado 
y posgrado de la Universidad Na-
cional de La Plata y la Universidad Tecnológica Na-
cional. Como Investigador de la CIC, ha realizado 
estudios de postgrado, trabajos de perfeccionamiento y 
visitas científicas en Universidades Nacionales y Cen-
tros Internacionales. Miembro de la Comisión “Alum-
brado Público” del Instituto Argentino de Normaliza-
ción y Certificación (IRAM). Posee alrededor de 40 
publicaciones en Revistas Científicas y Técnicas y en 
Actas de congresos. 
Matías Presso (1977). Ing. en Elec-
trónica graduado en la Universidad 
Nacional de La Plata, Argentina. Es 
Profesional Asistente de la CIC, ha 
realizado cursos de postgrado y 
perfeccionamiento en Universidades 
Nacionales e Internacionales. Autor 
de una decena de publicaciones en Revistas Científicas 
y Técnicas y en Actas de congresos. 
Joaquín Ferreyra (1985). Ing. en Electróni-
ca graduado en la Universidad Nacional de 
La Plata,  Argentina. Es Pasante de la CIC, 
ha realizado cursos de postgrado y perfec-
cionamiento en la Universidad Nacional de la 
Plata y la Universidad Nacional del Centro 
de la Provincia de Buenos Aires. Fue Becario 
en el CIOp – CONICET/CIC, con desarrollos 
electrónicos para proyectos de investigación en satélites. Actualmen-
te participa en el desarrollo de sistemas de medición el LAL CIC.  


Spanish

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