A eficiência energética, durabilidade e adaptabilidade do diodo emissor de luz-(LED) luzestransformaram completamente o setor de iluminação. No entanto, surgiram preocupações relativamente aos possíveis efeitos dos LED na saúde, uma vez que substituem as lâmpadas incandescentes e fluorescentes convencionais. A cintilação-uma variação repentina e recorrente na saída de luz-é um problema importante. A cintilação do LED não é exclusiva deles, mas em algumas situações, a forma como são feitos e funcionam pode piorar a situação. Este artigo examina as implicações negativas para a saúde da cintilação na iluminação LED, como ela é medida e como diminuir seus impactos negativos.
Compreendendo a oscilação da iluminação LED
Flicker: O que é isso?
O termo "cintilação" descreve a mudança gradual na intensidade da luz. Resulta da comutação rápida da corrente elétrica que alimenta o diodo nos LEDs. Os LEDs acendem e apagam de forma relativamente instantânea, o que torna a cintilação mais perceptível se não for controlada. Isso contrasta com as luzes incandescentes, que retêm o calor e brilham entre os ciclos.
Tipos de cintilação
Flicker Visível: Variações visíveis a olho nu, geralmente ocorrendo em frequências inferiores a 80 Hz.
A modulação-de frequência mais alta (acima de 80 Hz) que pode ter impacto na saúde, mesmo que seja imperceptível, é conhecida como "cintilação invisível".
Razões para a cintilação do LED
Problemas com a fonte de alimentação: A conversão ineficiente de corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) por drivers de LED baratos pode resultar em oscilações residuais.
Técnicas de dimerização: uma técnica popular de dimerização, a-modulação por largura de pulso (PWM), liga e desliga rapidamente os LEDs, criando cintilação.
Projeto de Circuito: Peças incompatíveis ou circuitos mal construídos podem tornar as variações mais pronunciadas.
Efeitos da cintilação do LED na saúde
Flicker afeta a saúde de maneiras psicológicas e fisiológicas. Frequência, intensidade, duração da exposição e sensibilidade pessoal são algumas das variáveis que afetam a gravidade.
1. Tensão ocular e desconforto visual
A pupila e as células da retina do olho devem adaptar-se continuamente devido à cintilação, o que causa:
Os sintomas da astenopia incluem visão turva, olhos secos e dificuldade de concentração.
Dores de cabeça e enxaquecas: sob luz intensa, pessoas sensíveis-especialmente aquelas que sofrem de enxaquecas-relatam mais episódios.
2. Impacto nos nervos
A oscilação entre 3 e 70 Hz pode causar convulsões em 1 em cada 4.000 pessoas com epilepsia fotossensível.
Desempenho cognitivo: pesquisas indicam que a oscilação está associada à diminuição do foco e a mais erros nas tarefas. De acordo com uma pesquisa de 2019 da Lighting Research & Technology, os participantes cometeram 23% mais erros ao piscar a 100 Hz.
3. Perturbação do ritmo circadiano
A geração de melatonina é regulada pela luz. Mesmo em altas frequências, a cintilação pode obstruir este processo, o que pode resultar em:
Os distúrbios do sono incluem redução da qualidade do sono e atraso no início do sono devido à supressão dos níveis de melatonina.
Transtornos do Humor: O transtorno afetivo sazonal e a depressão estão associados a distúrbios circadianos crônicos.
4. Perigos Estendidos
As condições crónicas podem ser exacerbadas pela exposição prolongada:
A cintilação-de alta frequência pode acelerar a degeneração da retina, de acordo com pesquisas em animais.
Dores de cabeça crônicas: Dores de cabeça persistentes são mais comuns entre trabalhadores de escritório expostos aLEDs piscando.
Métricas e instrumentos de cintilação
Os engenheiros de iluminação usam ferramentas especializadas e medições quantitativas para avaliar a cintilação:
1. Métricas importantes
A fórmula para porcentagem de cintilação é (Amax−Amin)(Amax+Amin)×100%.
(Amax+Amin)(Amax−Amin)×100%=Porcentagem de oscilação
onde as saídas de luz mais altas e mínimas são indicadas por Amax e Amin. Pior cintilação é indicada por porcentagens mais altas.
O Índice de cintilação calcula a proporção da saída de luz que está acima ou abaixo do normal. De 0 (sem cintilação) a 1 (cintilação extrema), os valores variam.
Um fator chave na avaliação da perceptibilidade é a frequência. Embora na maior parte indetectável, a cintilação acima de 200 Hz pode, no entanto, ter impactos fisiológicos.
2. Instrumentos de Medição
Os medidores de cintilação são instrumentos portáteis que medem a frequência e a porcentagem de cintilação, como o PRC LMK-5.
As formas de onda da luz podem ser vistas usando osciloscópios, mas precisam de um fotodetector.
Aplicativos para smartphones: “Flicker Tester” e outras ferramentas preliminares fornecem avaliações facilmente disponíveis, porém imprecisas.
3. Diretrizes e Padrões
IEEE 1789-2015: para aplicações de baixo risco, a cintilação deve ser mantida abaixo de 8% a 90 Hz ou 3% a 1.200 Hz.
ENERGY STAR: Exige que os produtos LED tenham uma frequência de pelo menos 120 Hz e cintilação não superior a 30%.
Mitigação de cintilação de iluminação LED
1. Soluções de Design e Engenharia
Drivers de-alta qualidade: para obter uma saída estável, use drivers de corrente constante (CCDs) em vez de PWM.
Os retificadores de{0}onda completa reduzem a ondulação residual convertendo CA em CC suave.
O escurecimento PWM e analógico são usados no escurecimento híbrido para diminuir a cintilação em níveis baixos de luz.
2. Padrões Regulatórios e da Indústria
IEC TR 61547-1: Estabelece padrões de imunidade para aparelhos de iluminação.
Título 24 da Califórnia: Requer que as estruturas comerciais tenham cintilação menor ou igual a 30%.
3. Conhecimento dos Consumidores
Certificações: verifique a conformidade com IEEE 1789 ou marcas "sem oscilação-".
Evite LEDs baratos, pois eles frequentemente comprometem a qualidade do driver.
Teste antes de comprar: verifique a cintilação nas lojas com aplicativos para smartphones.
4. Próximos Desenvolvimentos
Os LEDs adaptativos em sistemas de iluminação inteligentes modificam sua produção de acordo com o ambiente circundante.
Flicker-Pesquisa gratuita de drivers: o objetivo das tecnologias emergentes é eliminar a cintilação sem comprometer a eficácia.
EmboraIluminação LEDtem muitas vantagens, a cintilação ainda é um problema sério com riscos reais para a saúde. Os riscos, que vão desde irritação ocular de curto{1}}prazo até impactos neurológicos e circadianos de longo-prazo, destacam a necessidade de diretrizes rigorosas de medição e técnicas de mitigação. O setor de iluminação pode garantir que os LEDs cumpram sua promessa como uma opção segura e ecologicamente correta, enfatizando componentes de alta-qualidade, seguindo regulamentações e incentivando a educação do cliente. A cintilação será ainda mais reduzida à medida que a investigação avança, protegendo tanto a saúde humana como o avanço tecnológico.
