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El ‘Flicker’ (parpadeo), los tubos LED y su incidencia

¿Qué es el flicker?

Uno de los conceptos en el que los que diseñadores y comercializadores de soluciones LED han prestado menos atención es en el flicker. También llamado parpadeo, se creyó superado cuando se empezaron a implantar los balastros electrónicos para la iluminación fluorescente, pero ahora, en la era LED, aparece como un fantasma de las navidades pasadas para recordarnos que aún hay asignaturas pendientes.

Incidencia del flicker en el bienestar humano

Si vamos a intentar describir lo que es el flicker, y sus efectos en la salud, tenemos antes que definir la diferencia entre percepción y sensación. La sensación es una detección fisiológica de una condición externa que puede conducir a una posible respuesta del sistema nervioso, mientras que la percepción es el proceso por el cual el cerebro interpreta la información sensorial. De aquí se deprende que muchas personas que sufren sensibilidad al flicker pueden no ser conscientes de ello, pero si pueden padecer síntomas como dolores de cabeza o mareos. Otras personas son capaces de percibir el parpadeo de la luz, sobre todo por medio de la visión periférica, pero muchas veces sin que ello suponga un problema para su bienestar. No todos los observadores humanos poseen los mismos síntomas, ni grados de sensibilidad, ni vulnerabilidad a los parpadeos de la luz. Las poblaciones más susceptibles a estos efectos incluyen niños, personas con autismo, pacientes con migraña o la familia Simpson, entre otros. Se estima que 1 de cada 4.000 personas sufren de epilepsia fotosensible, aunque la mayoría de estos individuos aún no lo saben.

Para quien no lo sepa, la frecuencia se mide en Hercios (Hz); es la inversa del periodo, y nos indica la cantidad de ciclos de un evento que se producen por segundo. Por ejemplo, una persona sana, que hace ejercicio regularmente, tiene una frecuencia cardiaca de 1Hz, eso quiere decir que su corazón palpita 1 vez por segundo. Esa misma persona en estado de alerta, cuando percibe e intenta huir de una amenaza, puede elevar su frecuencia cardiaca a más de 3Hz, (3 latidos por segundo). Aclarado esto, podemos mencionar que la frecuencia a la que parpadea la luz también es muy influyente, siendo los efectos más graves y con más alcance poblacional, según baja la frecuencia.

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Fuente: Technological aspects of human centric lighting Walter WERNER 2014

  • Se dice que los cambios suaves de nivel por debajo de los 1/20Hz apoyan la concentración.
  • Cambios por debajo de los 20Hz desvían la atención, serias molestias. Utilizado para torturar. Pueden ocasionar daños graves en personas.
  • Cambios por debajo de los 100Hz son perceptibles, sobretodo en la visión periférica.
  • Cambios por debajo de los 400Hz reducen la resolución y el enfoque del ojo humano
  • Cambios por debajo de los 600Hz reducen la habilidad de juzgar la velocidad correctamente

Con la información anterior podemos deducir, que según qué entorno, el flicker puede llegar a ser desde un obstáculo para la concentración a ser peligroso. Por ejemplo, la capacidad de juzgar la velocidad puede ocasionar un accidente grave al generar un efecto estroboscópico al crear la ilusión de que un objeto que se mueve a gran velocidad, en realidad permanece estático.

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¿Qué provoca el flicker?

Antiguamente no habían instrumentos para poder medir el parpadeo de la luz de una forma fiable, por lo que se recurría a medir la magnitud que lo provocaba: la tensión. La UNE-EN 50160 “Características de la tensión suministrada por las redes públicas de distribución” definía las formas de onda correctas, los métodos de medida y las tolerancias admisibles. Pero esto no solucionaba el problema, ya que el grueso del problema se generaba en la frecuencia de red, que para Europa, son 50Hz. Como ya sabemos, 50Hz quiere decir que el ciclo alterno de la corriente se cumple 50 veces por segundo, pasando por cero a cada ciclo, lo que quiere decir que cada segundo hay 50 pequeños periodos sin suministro eléctrico. Esto es más grave en algunas fuentes que en otras, ya que por ejemplo, una fuente de luz incandescente posee algo que se llama “inercia térmica”.

tubos-flicker-03La inercia térmica quiere decir que, cuando el paso de corriente es cero, el filamento de tungsteno que tiene la lámpara no deja de emitir radiación inmediatamente, si no que se va atenuando según pasa el tiempo, lo suficientemente lento como para nunca llegar a apagarse ni a bajar su flujo lumínico lo suficiente como para generar un flicker elevado. No pasa así con los tubos fluorescentes que utilizan balastro magnético, ya que los vaivenes de la señal alterna hacen que el tubo se apague por completo 60 veces por segundo, provocando un flicker elevado:

tubos-flicker-04Por su parte, en el LED todo es diferente, ya que por lo general, las características de diseño de un driver de LED, hacen que la frecuencia de red no repercuta en la salida del mismo. El flicker en la iluminación de LED y, especialmente en los tubos de LED, se da por el rizado de la señal de salida. Como a estas alturas casi todos nuestros lectores saben, los LED se alimentan con corriente continua. Cuando analizamos la salida de continua de cualquier fuente con un osciloscopio, podemos determinar un concepto muy importante y que habla mucho sobre la calidad del driver; nos referimos a la tensión pico-pico (Vpp). Aplicado a la corriente continua, se define como un valor en voltios que indica la diferencia ente el valor máximo y mínimo de tensión de salida de una fuente. Las fuentes de DC nunca son perfectamente lineales, siempre hay una pequeña perturbación. Cuanto más alejado del cero este el valor de Vpp (o tensión de rizado), más rizado tendrá driver y más flicker tendrá nuestra fuente LED.

tubos-flicker-05Una fuente LED con una electrónica en cuyo diseño no se ha contemplando el control de flicker, tendrá un aspecto como este:

tubos-flicker-06La señal de salida de un driver LED con control de flicker es drásticamente distina, tal y como se puede comprobar en esta imagen:

tubos-flicker-07Como dijimos anteriormente, hasta hace poco no había instrumentos adecuados como para hacer las capturas que estamos viendo en este artículo, tarea que se destinaba a ciertos espectrocolorímetros de laboratorio con prestaciones adicionales. En AS de LED ® estamos muy comprometidos con la mejora de calidad de todas nuestras fuentes luminosas, por lo que el parámetro flicker es uno de los que más predominan como criterio de calidad a la hora de emprender nuestros diseños.

De hecho, como distribuidores exclusivos de la línea de instrumentos de laboratorio ASENSEtek, tenemos 2 instrumentos con la capacidad de determinar el porcentaje y el índice de flicker de una fuente luminosa, por lo que os invitamos a visitar nuestra Web especializada y repasar las características de nuestros instrumentos Lighting Passport Pro.

Tubos de LED sin parpadeo (flicker)

Recientemente hemos incorporado a nuestro catálogo de productos un nuevo tubo de LED ‘flicker free’, es decir, sin parpadeos, cuya fabricación se ha pensado para instalación y uso en lugares de lectura: bibliotecas, centros de enseñanza privada, colegios públicos o institutos son solo algunos de los ejemplos donde es muy recomendable la instalación de estos tubos de LED sin parpadeo.

Criterio de medición de instrumentos de laboratorio para flicker

Fuente: IES Lighting Handbook, 10th Edition

Fuente: IES Lighting Handbook, 10th Edition

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3 Responses to “El ‘Flicker’ (parpadeo), los tubos LED y su incidencia”

Por Rafel Rodriguez - 29 junio 2015 Responder

Buen artículo.

La frecuencia, en Europa, es de 50 Hz no 60.

Por Juanjo - 3 septiembre 2015 Responder

Los filtros de salida del secundario de un driver LED filtran el rizado de corriente y de tensión que provoca la señal de conmutación del primario y es del orden de decenas de kHz, y estaría muy por encima de los 1000Hz que presenta la primera gráfica del artículo, de hecho, sería equiparable al balastro electrónico, por lo que esa fluctuación no supone un problema en lo que a flickering se refiere.
En el caso de los tubos (y de otros muchos elementos de baja potencia), el driver no posee corrección de factor de potencia activo, por lo que se recurre a omitir el filtrado de la tensión de red despues del rectificado, de esta manera, en la conmutación se obliga a la forma de onda de la corriente a seguir una envolvente de la forma de onda rectificada, así apenas existe desfase entre tensión y corriente y el PF es bastante alto. Pero esto provoca que el rizado en tension de salida, el que va al LED, sea una onda senoidal de 100Hz, produciendo cierta fluctuación en la emisión de luz.
En practricamente la totalidad de los elementos de menos de 30W siempre ocurre esto, el que la electrónica esté más o menos “depurada” en su etapa de salida influye en que ese valor pico a pico sea mayor o menor en porcentaje de la señal continua que alimenta al LED, pero no lo elimina del todo, este porcentaje suele ser de alrededor del 10-15 %. Además es evidente que al poseer componente continua el LED nunca se apaga del todo.
En definitiva, el artículo es muy interesante, pero, en mi opinión, algunas de las pinceladas técnicas que se dan son erróneas o están mal planteadas.

Por Javi - 15 mayo 2016 Responder

Una onda sinusoidal de 50 Hz no pasa 50 veces por 0, sino que lo hace 100 veces!!! Hay que estudiar un poco más de análisis matémático de señales… Saludos!

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