Le luci a LED stanno rapidamente diventando la tecnologia di illuminazione standard in molte applicazioni e in molte aree sono diventate l’unica opzione in quanto le opzioni di illuminazione a incandescenza e CFL vengono gradualmente eliminate.,
I LED sono ovviamente efficienti dal punto di vista energetico, durano molte volte di più e sono quindi preferibili dal punto di vista ambientale, non si parla molto per quanto riguarda il lato umano e consumer delle cose – specialmente quando si tratta degli effetti sulla sicurezza e sulla salute della luce emessa stessa.
Le preoccupazioni elettriche e di tossicità dei LED sono generalmente in linea o superiori rispetto alle lampade ad incandescenza e fluorescenti., La maggior parte delle autorità governative ha continuato ad adattare i codici di costruzione e di sicurezza esistenti per prevenire i rischi di incendi e scosse elettriche – e, naturalmente, è sempre un’idea intelligente praticare sempre la sicurezza elettrica di base.
Esiste molto poco, tuttavia, nel modo di comprensione o regolamenti per la qualità e la sicurezza della luce emessa dalle lampadine a LED. In questo articolo, discutiamo gli impatti sulla salute della luce emessa dalle luci a LED – in particolare, “luce blu” in quanto si riferisce allo spettro LED, così come l’effetto di sfarfallio che è prevalente nelle luci a LED.,
Pericolo di luce blu nelle luci a LED
Le lampadine a LED non emettono alcuna luce ultravioletta, ma negli ultimi anni la “luce blu” è stata uno dei pericoli e dei rischi più comunemente discussi che circondano le luci a LED e gli schermi che utilizzano la retroilluminazione a LED (smartphone, tablet, TV, ecc.).
La luce blu è noto per stimolare la produzione di una melanopsina, un ormone nei nostri occhi che promuove la vigilanza., La luce naturale ha un abbondante contenuto di luce blu, e si pensa che la melanopsina ci aiuti a regolare i nostri ritmi circadiani mentre il giorno si rompe e inizia l’esposizione alla luce naturale.
Figura 1: Grafico che mostra la curva di sensibilità per la risposta della melanopsina. L’energia luminosa in questa banda di lunghezza d’onda promuove la vigilanza.,
Le luci a LED e i nostri dispositivi contengono una quantità significativa di luce blu (ma con importanti avvertimenti e qualifiche – vedi sotto), e la preoccupazione è che l’uso eccessivo durante le ore serali farà sì che i nostri corpi continuino la produzione di melanopsina, rendendo più difficile addormentarsi naturalmente.
Durante le ore serali, l’aspettativa naturale dei nostri corpi è che l’esposizione alla luce blu diminuisca, ma continuando a utilizzare dispositivi a LED ricchi di luce blu, stiamo alterando l’orologio biologico naturale nei nostri corpi.
Così è la luce blu in lampadine a LED un problema di salute?,lb vicino alla faccia, si è esposti a un sacco di più la luce blu di stare lontano da esso.
I primi tre fattori di cui sopra sono abbastanza autoesplicativo e questi sono semplici passi si può prendere per ridurre l’esposizione alla luce blu. Quando si tratta di scegliere il giusto tipo di lampadina a LED per l’uso durante le ore serali, si consiglia di cercare una lampadina progettata per la salute circadiana in mente.
In generale, si vuole cercare lampadine che forniscono più energia rossa, e meno energia blu, nei loro rispettivi spettri di luce., L’energia rossa (lunghezza d’onda lunga) è abbondante nella luce emessa da candele e fiamme – tipi di “luce” a cui i nostri corpi sono già abituati ad essere esposti di notte e non influenzano i ritmi circadiani.
Potresti prendere in considerazione i seguenti fattori:
- Scegli una lampadina con una temperatura di colore di 2700K o inferiore, preferibilmente 2400K. Queste lampadine sono solitamente etichettate come “bianco caldo” ma può essere preferibile confermare la temperatura di colore esatta., Evitare luci a LED sopra 3000K e / o etichettati “bianco brillante”, “bianco neutro”, “bianco freddo” o “bianco diurno” in quanto queste luci avranno generalmente un colore bianco nitido e rigido. I LED con questo colore chiaro contengono una quantità significativa di luce blu nel loro spettro.
- Scegliere una lampadina con un alto CRI. Tutto il resto uguale, un CRI più alto indica meno luce blu e più luce rossa. Anche per lo stesso colore della luce 2700K, ad esempio, una lampadina a LED CRI più alta avrà meno blu e più energia rossa.,
- Se un produttore lo fornisce, cercare il rapporto M/P che fornisce informazioni sulla quantità relativa di luce blu nello spettro di una luce. Idealmente, utilizzare lampadine con un rapporto M / P di 0,4 o inferiore per ridurre al minimo l’esposizione alla luce blu.
Quindi, la luce blu nelle lampade a LED è dannosa per la salute e presenta un rischio per la sicurezza? Sì – certamente lo fanno – ma i rischi e le preoccupazioni sono specifici per la sovraesposizione alla luce blu durante le ore serali e possono essere gestiti e controllati in modo efficace., La luce blu è simile alla caffeina e dovrebbero essere prese precauzioni di buon senso simili. Ad esempio, non si vorrebbe giù un espresso doppio colpo un’ora prima di andare a letto!
Figura 2: Grafico che mostra le differenze di temperatura del colore. Le temperature di colore più calde (2700K e inferiori) sono più vantaggiose per promuovere il relax e il riposo.
Prestando attenzione alle specifiche della lampadina a LED e prendendo le opportune precauzioni e usando un po ‘ di buon senso di base, puoi tranquillamente incorporare luci a LED nella tua casa senza effetti negativi sulla salute del “pericolo di luce blu.,”
Benefici della luce blu (non è tutto male!)
Nonostante tutto il ronzio intorno alla luce blu sia un pericolo, è importante ricordare che i rischi per la salute della luce blu sono molto specifici per la sovraesposizione durante le ore serali.
In effetti, la luce blu è una parte essenziale dei nostri ritmi circadiani, poiché l’esposizione durante le ore mattutine e diurne fornisce un’indicazione ai nostri corpi che è giorno e ora per noi di essere attenti.
Figura 3: Una giornata luminosa e soleggiata con cieli blu ha un sacco di intenso contenuto di luce blu.,
Il modo migliore per mantenere un’esposizione regolare, sana e appropriata alla luce blu è utilizzare la luce naturale il più possibile. Naturalmente, molti di noi vivono in luoghi che non hanno accesso alla luce naturale per una varietà di fattori, siano essi architettonici, climatici o geografici.
La ricerca preliminare indica che una mancanza di esposizione alla luce blu può avere effetti dannosi sulla salute. Condizioni di salute come il SAD (disturbo affettivo stagionale) sono state suggerite per essere causate da una mancanza di esposizione alla luce naturale, particolarmente comune durante i mesi invernali.,
In tali situazioni, la soluzione migliore è quella di prendere in considerazione la terapia della luce utilizzando l’illuminazione a spettro completo-per saperne di più qui.
LED sfarfallio e rischi per la salute
Come primi sistemi di illuminazione fluorescente, sistemi LED sono inclini a produrre effetti rapidi sfarfallio o stroboscopico, e questa è una significativa area di preoccupazione quando si tratta di illuminazione a LED e la salute.
Figura 4: Banda verticale in un semplice smartphone foto mostra che la sorgente LED non è un flusso costante di luce – invece, sono emessi in brevi raffiche.,
Molte lampadine a LED producono sfarfallio – una rapida commutazione tra on e off stati. Poiché lo sfarfallio avviene ad un ritmo molto veloce-in genere 120 volte al secondo o più veloce-non è immediatamente osservabile agli esseri umani e ci appare come una lampadina di luminosità costante e costante.
Lo sfarfallio è un aspetto difficile dell’illuminazione da osservare e misurare, in quanto non è immediatamente percepibile o evidente, ma la ricerca preliminare suggerisce che può avere effetti dannosi sulla salute e sulla sicurezza.,
In altre parole, proprio perché lo sfarfallio non è immediatamente evidente o percepibile ai nostri occhi, i nostri corpi possono inconsciamente reagire e rispondere a ciò che è essenzialmente una luce stroboscopica molto rapida. Lo sfarfallio è stato associato a affaticamento degli occhi, affaticamento, mal di testa e persino rischi elevati di convulsioni.
Anche senza il supporto di una significativa ricerca medica o scientifica per sostenerlo, è difficile sostenere qualsiasi beneficio positivo per la salute dello sfarfallio – semplicemente non è un modo naturale per gli esseri umani di essere esposti alla luce., Luce naturale, candele e persino (la maggior parte) lampadine a incandescenza forniscono un flusso costante di luce senza sfarfallio. Soprattutto per le popolazioni che sono sensibili allo sfarfallio-come gli anziani e quelli con determinate condizioni mediche – lo sfarfallio è un problema che è sempre meglio evitare.
Come determinare o misurare lo sfarfallio
Per alcune lampadine a LED con sfarfallio più grave, gli oggetti in movimento possono sembrare avere un effetto stroboscopico. Sventolare la mano sotto un LED, ad esempio, potrebbe creare l’illusione di un movimento discontinuo.,
Un fenomeno comune si può avere osservato è bande scure che appaiono sulla fotocamera del telefono. Mentre alcuni smartphone moderni hanno iniziato a incorporare software per tentare di mitigare questo effetto, questa è un’altra indicazione certa che una lampadina a LED sta sfarfallando.
Anche se il modo più sicuro per misurare lo sfarfallio è quello di utilizzare apparecchiature di misura specializzate come un oscilloscopio, un modo rapido ed efficace esiste sulla maggior parte delle fotocamere smartphone.
Basta usare app fotocamera dello smartphone per registrare un breve video clip al rallentatore., La maggior parte degli smartphone come gli iPhone sarà in grado di registrare video fino a 240 fps – un frame rate abbastanza veloce da catturare lo sfarfallio che si verifica nella gamma 120 -360 Hz, che è anche la frequenza più problematica quando si tratta degli effetti sulla salute dello sfarfallio.
Cause dello sfarfallio della luce a LED e come evitarlo
In generale, ci sono due tipi di sfarfallio nelle luci a LED. Di seguito, discuteremo di loro e cosa cercare quando si cerca di evitarli.,
Sfarfallio causato da corrente alternata e filtraggio insufficiente
Il primo tipo di sfarfallio è causato dalla forma d’onda AC (corrente alternata) utilizzata nella trasmissione di potenza. L’elettricità che scorre attraverso i fili nelle nostre case e uffici sono in realtà fluttuante in una forma d’onda sinusoidale con polarità variabile 50-60 volte al secondo (da qui il termine Corrente alternata). In un sistema AC, la corrente elettrica passa effettivamente tra gli stati on e off, così come la sua direzione del flusso di corrente (da + a -) a 50-60 volte al secondo.,
I LED sono dispositivi DC e non possono avere la loro polarità invertita, e quindi sono incompatibili con i sistemi AC senza i driver LED e gli alimentatori appropriati. Il design dei driver LED e degli alimentatori determina la misura in cui un LED lampeggia.
Il driver LED più basilare correggerà semplicemente il segnale AC senza levigare e fornirà semplicemente al LED l’inverso del segnale AC quando la polarità passa., Poiché il segnale AC va a 0% 2 volte per ciclo quando la polarità passa, il risultato è un’emissione luminosa che commuta tra il suo massimo (100%) e il minimo (0%) 100-120 volte al secondo (@ 50-60 Hz AC), creando un effetto di sfarfallio relativamente significativo.
Con i driver LED più avanzati, oltre a rettificare il segnale AC, vengono utilizzati condensatori aggiuntivi per appianare lo spettro durante l’interruttore di polarità in un segnale AC.
La maggior parte dei produttori di lampadine a LED, purtroppo, non pubblicano specifiche di sfarfallio., Quando disponibile, cercare lampadine a LED con una designazione senza sfarfallio, insieme a una percentuale di sfarfallio inferiore al 5%, indice di sfarfallio inferiore a 0,02.
Sfarfallio causato da dimmer
La seconda causa comune di sfarfallio in un sistema LED è nei suoi sistemi di oscuramento. I LED sono dispositivi digitali e, di conseguenza, il controllo dell’uscita è più pratico utilizzando PWM (pulse-width modulation). PWM produce un’onda quadra di stati” on “o” off ” ad una frequenza relativamente veloce.,
I dimmer a LED utilizzano PWM per creare la percezione dell’oscuramento regolando le durate relative del tempo tra gli stati “on” e “off”, ma lo fanno a una varietà di frequenze. I dimmer LED PWM di base funzionano a 300 Hz o inferiore, mentre i dimmer LED veramente senza sfarfallio funzionano a 25.000 Hz o superiore. Aumentando la frequenza a tassi così elevati (ad esempio 25.000 volte al secondo), la velocità di commutazione diventa così rapida che è molto al di sopra della soglia della percezione subconscia anche per il corpo umano.,
Le lampadine a LED dimmerabili devono combinare l’interpretazione del segnale di oscuramento di una forma d’onda AC e l’uscita di un segnale PWM corrispondente, e questo si traduce più frequentemente in tassi di sfarfallio troppo alti.
Quando possibile, evitare l’uso di dimmer del tutto, in quanto introducono un ulteriore fattore di rischio quando si tratta di sfarfallio. Se il controllo dinamico della luminosità è essenziale, evitare lampadine LED “dimmerabili”e optare per dimmer PWM con alte frequenze < 25 kHz e assicurarsi che siano utilizzati con alimentatori senza sfarfallio.,
Bottom Line
I LED sono una nuova ed entusiasmante tecnologia di illuminazione, ma non sono privi di rischi per la salute e la sicurezza. Essendo a conoscenza del contenuto spettrale così come le metriche sfarfallio, si può essere sicuri di ridurre al minimo i rischi di illuminazione a LED sulla vostra salute e il benessere.,s
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