Evaluando la efectividad de los sistemas LED “Tunable White” o “Blanco Dinámico” en Centros de Mayores

En estos entornos, son frecuentes los trastornos del sueño y el tiempo que se pasa al aire libre es limitado. Además, los procesos normales de envejecimiento y las dolencias comunes, como la enfermedad del Alzheimer, pueden contribuir a alterar los ciclos normales de sueño-vigilia. Es por ello que se necesita un mayor conocimiento de cuáles son las condiciones de iluminación adecuadas para las poblaciones de personas mayores. 

Recientemente, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE, por sus siglas en inglés) ha realizado una investigación junto con el Midwest Lighting Institute (MLI) y Pacific Northwest National Laboratory, para comparar sistemas LED ‘Tunable White’ con sistemas de iluminación convencional en cuatro centros de mayores en Wisconsin. 

Los resultados muestran claramente cómo con estos sistemas se consiguen importantes ahorros de energía, superiores al 60% gracias al programa de atenuación utilizado para crear un entorno propicio para un sueño reparador.  Además, aunque el estudio no informa de los resultados médicos obtenidos, aporta información muy valiosa en cuanto a las métricas relativas a la respuesta no formadora de imagen a la luz (NIF, por sus siglas en inglés) para el diseño de sistemas de iluminación “Tunable White” en estos centros. 

Sistemas “tunable white” o “blanco variable” en residencias de ancianos 

La tecnología LED, y más concretamente los sistemas de iluminación LED regulables en blanco o en color, ofrecen nuevas oportunidades para controlar la intensidad, la distribución y el espectro de las fuentes de luz, permitiendo realizar ajustes dinámicos en el entorno luminoso que son mucho más fáciles de aplicar en comparación con las tecnologías de iluminación fluorescentes convencionales. Estudios previos, han documentado el potencial de estos sistemas, tanto para conseguir un ahorro sustancial de energía como para mejoras de comportamiento y patrones del sueño en centros sanitarios. 

Es por ello que el Midwest Lighting Institute (MLI) puso en marcha este proyecto para comprender mejor cómo podrían incorporarse la iluminación LED sintonizables a centros de cuidados especializados ya en funcionamiento, y comprobar hasta qué punto el ahorro energético podría combinarse con la mejora de los resultados de los ocupantes. 

Para ello se establecieron objetivos relacionados con los resultados de los ocupantes, específicamente en términos del contenido espectral deseado de la luz, la relación melanópica/fotópica (M/P) y los niveles equivalentes de lux melanópico (EML) en diferentes momentos del día, y seleccionó e instaló los sistemas de iluminación sintonizables basándose en esos objetivos.

En dos de los centros de atención se realizó una actualización del sistema de iluminación con sistemas LED Tunable White mientras que en los otros dos se continuó con su iluminación convencional a base de fluorescentes tradicionales (Centros de Control). Los sistemas de iluminación sintonizables proporcionaban un horario dinámico de 24 horas, con luz brillante y fría por la mañana y luz cálida y tenue por la noche, como se muestra en la figura siguiente, en comparación con el nivel de luz estático y el color proporcionado por la antigua iluminación fluorescente.

Resultados obtenidos

Aunque en el estudio no se informa de los resultados médicos, se obtuvieron los siguientes resultados: 

• El cambio a la solución de iluminación LED “Tunable White” en ambos centros de atención, dio lugar a una reducción del uso de energía de iluminación de más del 60%, y se obtuvieron mayores ahorros de energía a través de un programa de atenuación utilizado para apoyar la salud y la seguridad de los ocupantes mediante la creación de un entorno destinado a apoyar el sueño reparador.

• Los sistemas de iluminación sintonizables eran capaces de proporcionar un horario dinámico de 24 horas que proporcionaba una luz diurna comparativamente más brillante y fría y una luz vespertina y nocturna más cálida y tenue. Sin embargo, en muchos casos, la cantidad de luz recibida por el ojo en los centros de control (iluminación fluorescente) era superior a la recibida en los centros de intervención. Esto es deseable durante el día, pero a menos que los altos niveles de luz puedan reducirse por la noche, puede ser más de lo necesario para las tareas visuales del personal y no favorecer un sueño saludable.

• La sustitución de una luminaria por otra, independientemente de las capacidades de sintonización, puede dificultar el aumento de los niveles de luz o de las métricas relacionadas con la respuesta no formadora de imagen (NIF, por sus siglas en inglés). La distribución de la luz, la emisión de lúmenes, la ubicación de la luminaria, la dirección de la visión y la reflectancia de la superficie son factores importantes a tener en cuenta a la hora de diseñar una solución de iluminación eficiente para la salud y el bienestar de los ocupantes.

• Una distribución eficaz de la luz puede significar iluminar techos y paredes con acabados superficiales claros para reflejar la luz a los ojos de los ocupantes y evitar el deslumbramiento o la visión directa de las lentes de las luminarias. Los acabados de paredes y suelos, típicamente asociados a interiores residenciales, se utilizan cada vez con más frecuencia en aplicaciones de centros asistenciales para reducir la sensación institucional del entorno, pero estos acabados pueden disminuir la luz disponible debido a su menor reflectancia y deben tenerse muy en cuenta durante el diseño.

• Las actuales métricas NIF consideran el contenido espectral y la intensidad de la luz, pero no tienen en cuenta de forma inherente la duración o el tiempo relacionado con la exposición a la luz. Las rutinas de iluminación sintonizables deben sincronizarse, siempre que sea posible, para adaptarse a los horarios y las necesidades de salud de los ocupantes y proporcionar las condiciones de iluminación adecuadas en el momento correcto del día, independientemente del espacio concreto que estén ocupando. Esto puede lograrse durante el diseño y la puesta en marcha, entendiendo cómo utilizan el espacio los ocupantes durante un periodo de 24 horas.

• Si los profesionales deciden utilizar las métricas NIF ratio de eficacia melanópica de la luz diurna (mDER) y ratio melanópica a fotópica (M/P), la iluminancia melanópica equivalente de la luz diurna (mEDI) y el lux melanópico equivalente (EML) deben acompañar a estos valores, respectivamente, ya que mDER y M/P sólo consideran el contenido espectral y no tienen en cuenta la intensidad. EML, mEDI y el estímulo circadiano (CS) consideran tanto el contenido espectral como la intensidad.

• Dependiendo de la métrica utilizada en el diseño o la verificación, los resultados del cálculo métrico podrían diferir sustancialmente. Esto no sólo se debe a las diferencias en la orientación temporal entre las métricas, sino que también es el resultado de caracterizar la misma información, principalmente la calidad espectral y la intensidad luminosa, de forma diferente. Además, no está claro en este momento cómo o si el uso de cualquiera de las métricas NIF discutidas aquí puede proporcionar una orientación precisa para apoyar los resultados de los pacientes en entornos de cuidado de ancianos.

“La investigación sobre los efectos NIF de la luz en los ocupantes avanza a medida que se construyen o mejoran los centros de atención a mayores. Instalar ahora un sistema de iluminación sintonizable ofrece flexibilidad en el futuro para alterar las condiciones de iluminación con el fin de cumplir los objetivos de diseño cambiantes o las condiciones de iluminación recomendadas. Sin embargo, se debe tener cuidado en la fase de diseño para garantizar que estos sistemas puedan proporcionar los altos niveles de luz corneal necesarios para estimular los efectos biológicos”, se señala en el estudio. 

Se necesitan, por tanto, estudios futuros para evaluar las estrategias de iluminación sintonizable en relación con los resultados médicos, y para proporcionar recomendaciones de iluminación basadas en la evidencia para los residentes con demencia u otras condiciones médicas.

“Además, se podría trabajar con tecnologías portátiles, como alfombrillas para dormir u otros dispositivos de monitorización de la luz, para evaluar las sensibilidades individuales y, posteriormente, proporcionar información a nivel de residente a los médicos y al personal de enfermería. El momento y la duración adecuados de la luz efectiva a lo largo del día apenas están empezando a establecerse. Las sensibilidades individuales, los estilos de vida y los comportamientos pueden desempeñar un papel a la hora de determinar la exposición «ideal» a la luz”, se apunta en el informe. 

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