Descripció del projecte
Las fuentes de luz basadas en tecnología LED han alcanzado unas propiedades en cuanto a calidad de luz, características eléctricas y control electrónico que las confieren como una tecnología de iluminación con unas grandes prestaciones y elevada eficiencia energética. La incorporación de la electrónica, el control y las comunicaciones (TIC) a las fuentes de luz proporciona la capacidad de tener diferentes niveles de iluminación dinámica: i) Preprogramados; ii) Con respuesta automática actuando como un sistema sensor y iii) Controlado a distancia desde una unidad central o a través de Internet. Por lo tanto, la versatilidad de estos sistemas complejos que combinan fotónica y TIC permite un gran número de aplicaciones y posibilidades.
Científicamente, se ha demostrado que el contenido de luz azul en el espectro de la luz visible está directamente relacionado con la segregación de la melatonina, una hormona vinculada a los ritmos circadianos humanos y segregada durante la noche. Una exposición incorrecta a la luz azul puede provocar trastornos del sueño, presión arterial alta y aumentar el estado de alerta durante la noche. Sin embargo, durante el día, se requiere una exposición a la luz azul para inhibir la segregación de melatonina y permitir la segregación de hormonas relacionadas con estados de actividad, alerta y estrés como cortisol, dopamina y serotonina, y por lo tanto aumentar la productividad y mantener el ciclo biológico natural del cuerpo. El Human Centric Lighting (HCL) es una nueva disciplina en el mundo de la iluminación que ha surgido para crear una luz bioadaptada a las necesidades de los humanos. Consiste en sistemas de iluminación dinámicos, alta calidad y control espectral y el objetivo principal es evitar un desequilibrio en el sistema circadiano humano, proporcionando la luz adecuada en todo momento del día. El problema con estos sistemas, sin embargo, es que necesitan una unidad de control central (CCU) para permitir la comunicación con las diferentes fuentes de luz, que conlleva complejos problemas de instalación y seguridad. El precio de la CCU suele ser elevado y el sistema de conexionado y control es complejo para un usuario sin formación específica, lo que provoca el desinterés del público en general y, en consecuencia, poder disfrutar de un sistema con HCL en multitud de ámbitos.
La presente propuesta de doctorado industrial pretende desarrollar un dispositivo de iluminación inteligente y dinámico basado en tecnología LED con una correcta implementación del HCL que garantice la máxima facilidad de uso para el usuario final. Estas fuentes pueden ofrecer una calidad espectral y una reproducción de color muy altas (índice de reproducción de color (CRI) muy cercano a 100 e índice de área de gamut (GAI) muy alto), junto con una variación dinámica de la temperatura de color correlacionada (CCT) asegurando un control de la parte del azul y proporcionando un control espectral, según la hora del día y de acuerdo con la luz ambiental. Esta misma aproximación puede ser extendida a otros entornos con ciclos que se desvían del ideal como hospitales, escuelas, granjas, invernaderos…
Las tareas a desarrollar se centrarían en los siguientes puntos:
– Desarrollo de algoritmos para la detección de actividad en un entorno concreto y modular la luz y contenido espectral de las luminarias.
– Investigación sobre coordenadas de color, contenido espectral y experiencia del usuario.
– Desarrollo de conversores AC/DC minituarizados.
– Desarrollo de fuentes de excitación LED para conseguir una disminución del parpadeo de las fuentes de luz desarrolladas.
– Implementación de fuentes de luz LED de forma directa o indirecta.
– Autodetección del envejecimiento de los LEDs y corrección espectral del mismo.
– Prueba del efecto de la luz sobre la atención y el rendimiento en una prueba de campo.
Además del diseño y fabricación de los primeros prototipos, durante el desarrollo del doctorado industrial también se trabajará en dar el paso definitivo del prototipo al producto en el mecardo. Se trata de proyectar todos los conocimientos fundamentales y el know-how adquiridos a lo largo de los últimos años por el grupo MIND en cuando a iluminación, electrónica y control espectral.
