domingo, 29 de septiembre de 2019

LA “LUZ NEGRA” (Radiación Ultravioleta en la REGIÓN A); INTRODUCCIÓN (primera parte)

 

LA “LUZ NEGRA” (Radiación Ultravioleta en la REGIÓN A); INTRODUCCIÓN (primera parte)

¿Qué se entiende por “Luz Negra”?

          La denominada “Luz Negra” se refiere a la emisión de radiación electromagnética ubicada dentro de la región espectro electromagnético, comprendida entre longitudes de onda de 315nm a 400nm, denominado como “Radiación Ultravioleta Región A (UV-A)”; tal como se muestra en la figura siguiente:

Spectrum of Uv Light-BLW-58

Extracto del Espectro Electromagnético

NOTA: “nm” significa nanómetro y es la unidad en la cual se expresa la longitud de onda de una señal en el espectro electromagnético.

   Como se puede observar (en la ilustración anterior), la región en el Espectro Electromagnético correspondiente a la radiación UV-A, es frontera con la región del espectro en el cual se ubican las longitudes de onda de la luz visible; motivo por el cual, ciertos tipos de emisores (lámparas, LED, etc.) de “Luz Negra” radian algunos componentes espectrales sobre el rango de la luz visible, particularmente sobre la región de los violetas.

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     La Radiación Ultravioleta es invisible al ojo del humano pero, al “iluminar” a ciertos materiales con radiación UV-A se provoca la emisión de luz visible ocasionando que esas sustancias resplandezcan, mostrando colores en función de los elementos que las constituyen; este es el fenómeno al le se denomina fluorescencia y que resulta ser una de las vertientes de la LUMINISCENCIA (ver Fuentes Luminosas Artificiales en este mismo blog).

    En este tipo de LUMINISCENCIA la luz emitida resulta ser de una longitud de onda mayor que la radiación absorbida y por ende, de menor energía. En los materiales fluorescentes el resplandor emitido cesa inmediatamente al momento en el que la fuente de energía radiada se detiene; a diferencia de los materiales fosforescentes, los cuales continuaran emitiendo luz durante cierto tiempo, aún cuando la energía radiada ya se hubiese detenido.

Históricamente, el grueso de los requerimientos demandantes del uso de “luz” UV-A se han resuelto, mayoritaria mente, en base a la utilización de lámparas “fluorescentes” las que típicamente se manufacturan, de igual manera que los tubos fluorescentes normales que emiten luz visible; claro que, para el caso de los tubos UV-A, se utilizan fósforos que emiten Radiación UV-A hacia el exterior.

         En la industria se agrupa a los emisores de “Luz UV-A”, generalmente, en dos grandes grupos genéricos: BLB y BL.

         La característica fundamental de la lámpara del tipo BLB (Black Light Blue, en inglés), reside en la capacidad de bloquear la emisión de luz visible hacia el exterior, merced del filtro integrado en el cristal del tubo; el cual adicionalmente, le aporta el color azul obscuro que indudablemente la identifica. Técnicamente a esta lámpara se le denomina lámpara de Wood’s, en honor de Robert Williams Wood inventor del mencionado filtro. Este tipo de lámpara (fuente luminosa) es indispensable para observar y apreciar correctamente la fluorescencia; ya que se ha comprobado, que la simultánea presencia de radiación visible (mayor energía emitida) tiende ahogar (bloquear) el tenue brillo fluorescente (menor energía emitida); estas lámparas cuando están operando, producen un tenue resplandor “violeta”.

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     El segundo tipo de lámpara que emite “Luz Negra”, la BL (Black Light, en inglés) no cuenta con el material para el filtraje, así que emite una mayor cantidad de luz visible produciendo un tono de color azul brillante; por consiguiente, el campo de aplicación preferido para este tipo es el los productos cuyo desempeño no se ve afectado, disminuido o quizá todo lo contrario, ante la presencia simultanea de emisiones de luz visible (mayor energía emitida); un buen ejemplo de aplicación, son los exterminadores eléctricos de insectos.

*** En la segunda parte, trataremos temas tales como: la aplicación de los LEDs, eficiencias y eficacias de los diversos emisores, parámetros eléctricos/ópticos utilizados en la caracterización de los emisores  y algunas recomendaciones enfocadas hacia aplicaciones específicas. ***

**continuará**

lunes, 20 de mayo de 2019

LA CONTRIBUCIÓN DE LA LUZ NATURAL EN LA INCIDENCIA DE LA MIOPÍA

 

LA CONTRIBUCIÓN DE LA LUZ NATURAL EN LA INCIDENCIA DE LA MIOPÍA

     La ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) ha elevado a la MIOPÍA al grado de epidemia mundial. Resulta que tanto en las naciones consideradas desarrolladas como en las catalogadas en vías de desarrollo, la incidencia de casos reportados de MIOPÍA en el transcurso de las tres últimas décadas se han TRIPLICADO.

     En base a numerosos estudios publicados recientemente, se ha identificado la existencia de una fuerte correlación entre la explosión de la incidencia de la MIOPÍA y el hecho de que actualmente niños y jóvenes estudiantes han visto reducida sustancialmente (debido a múltiples motivos) la oportunidad de poder realizar el tipo de actividades (vg Deportes), que demanden la permanencia en el exterior por períodos de tiempo significativos (aprox. dos horas, diarias).

EXTERIOR FUTBOL

       Las estadísticas arrojan datos lapidarios relacionados con la MIOPÍA (cortos de vista); resulta que en Corea de Sur, China y en la gran mayoría de los países del este asiático, el 80% de los estudiantes de bachillerato y el 95% de los estudiantes universitarios son diagnosticados como MIOPES.

         La MIOPÍA es un trastorno del ojo que provoca que la luz que pasa a través de la Cornea, Iris y Pupila se enfoque en un punto localizado en un espacio alejado de la retina, en lugar de que se ubicase sobre la retina. Una de las principales causas que provocan el desplazamiento del punto focal en el ojo, es el ocasionado por un crecimiento o elongación anormal del ojo en los niños, tal como se muestra en la figura.

OJO MIOPE y NO MIOPE

CAUSALES DE LA MIOPÍA.

      En la actualidad poco a poco, se van descartando las teorías en las que intuitivamente se plateaban como principales causales de la MIOPÍA cuestiones como: dedicar tiempo prolongado a la lectura y/o al trabajo que requería concentración y prolongada permanencia en visión cercana; si bien, otros expertos se inclinaban por aducir que los causales provenían y eran imputables a legados genéticos. Dados los resultados de las investigaciones y estudios científicos actuales relacionadas con los temas de la visión, estos definitivamente se han decantado por atribuir como la principal causal de la MIOPÍA, al reducido tiempo dedicado a actividades en el exterior, con la subsecuente baja exposición a ciertos componentes específicos (longitudes de onda-coloquialmente tonos o colores) que conforman   la luz natural.

COMPONENTES DE LA LUZ NATURAL (luz blanca).

         Fue en 1667 que Issac Newton presentó su experimento de descomposición de la luz sol proyectándola a través de un prisma; Newton concluyó que este tipo de luz se encuentra compuesta de partículas de color las que al combinarse producen la apariencia de luz blanca. Ahora sabemos que esas partículas son realmente diversas Longitudes de Onda pero, finalmente el efecto resultante es el mismo

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ENTRA LA RETINA EN ACCIÓN.

         Aproximadamente hace 15 años, se empezaron a identificar elementos celulares activos residentes en la retina y cuya función no estaba relacionada específicamente con el proceso con el proceso de la visión si bien, presentaban, aparentemente, un funcionamiento impulsado por el nivel de la iluminación prevaleciente en el medio ambiente. A estas células se le denominó “Células Ganglionales Retinianas Intrínsecamente Fotosensibles” ipRGC (siglas por su nombre en Inglés).

         Investigaciones posteriores relacionadas con el entendimiento de las funciones operativas de las ipRGC, han patentizado que se trata de un complejo mecanismo de fototraducción, comunicación y procesamiento de la información proveniente del contacto con otras células(sinapsis) y más funcionalidades.

         Si bien es cierto que las  ipRGC no intervienen directamente en el proceso de la visión, que es el tema que nos atañe, a través de la comunicación de las células AMACRINAS estimulado la generación de la DOPAMINA RETINAL y su efecto en el crecimiento normal del ojo, controlando y reduciendo la elongación axial del ojo y en consecuencia reduciendo o eliminando el causal de la MIOPÍA.

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NIVELES DE LUZ Y LONGITUD DE ONDA CON LOS CUALES SE HAN EXPERIMENTADO.

         Definitivamente la Longitud de Onda (color) es AZUL AÑIL (INDIGO) @ 480nm (490nm max.). Se ha demostrado que un nivel de iluminancia (luxes) de 840 lx a 1450 lx, ha producido un efecto muy positivo en la reducción de la elongación axial del ojo. También se ha demostrado que es deseable mantener un nivel de iluminancia (complementaria a la natural en exteriores) de 700 lx a 500lx, un CRI Rde 80 evaluado incluyendo a R9, parámetros medidos a nivel de la superficie de trabajo (pupitre, escritorio) en el salón de clases, duración mínima diaria 3 horas por la mañana (recién iniciando clases)

         Edades a las cuales, aparentemente (información en constante evaluación), es más efectivo de los 2 a los 11 años

EN RESUMEN.

         El desarrollo del ojo humano en la etapa infantil es un evento perfectamente normal que se desenvuelve aceleradamente de los dos a los nueve años; a la edad de nueve años (inicia la etapa de desarrollo lento), el ojo humano deberá de haber alcanzado estado de visión proporcionada (emetropía) y longitud axial normalizada; lo que significa que el ojo sin hacer esfuerzo y sin ayuda de lentes, logra hacer converger los rayos lumínicos provenientes del infinito perfectamente sobre la retina.

         Concluyendo, los ojos serán capaces de mantenerse en el estado de visión proporcionada (emetropía) dentro de un ciclo normal día/noche, siempre y cuando se mantengan bajo un nivel de exposición a la luz solar que es rica en el color Azul Añil (Indigo, 480nm), durante parte del período de luz diurna.

LA ILUMINACIÓN DE ESTADO SÓLIDO AL RESCATE.

         Con objeto de compensar la falta de tiempo y calidad de exposición a la luz natural, es factible implementar un sistema de iluminación base LED, en el cual pueda ser controlada tanto la intensidad, tonalidad (temperatura de color correlacionada) así como, manejado por un microcontrolador bajo un programa horario.

         Ver en este Blog la entrada del 24 de julio de 2017 “ LUMINARIAS BASE LED DE LUZ BLANCA CON TONALIDAD AJUSTABLE”.

domingo, 27 de enero de 2019

WATER RESISTANT, WATERPROOF o todo lo contrario

 

WATER RESISTANT, WATERPROOF o todo lo contrario

         Nuevamente se ha disparado la insaciable atracción y apetito del consumidor por poseer aparatos y dispositivos electrónicos portátiles y/o para traer puesto en la muñeca, pero que además ahora, también deban sobrevivir circundados por un entorno húmedo/acuático.

         Es así que, la generación actual de teléfonos y relojes inteligentes al igual que los monitores de aptitud física de pulsera, han copado el interés de los consumidores y transformado irremediablemente el escenario de los dispositivos (aparatos) electrónicos ofertados como Resistentes al Agua.

Definición Clásica.

         Reloj de Pulsera: Es el que se lleva en la muñeca sujeto con una correa de piel, metal o diversos materiales plásticos.

          Desafortunadamente para los consumidores, la terminología utilizada tanto para describir las características propias de los dispositivos así como, los mensajes y gráficos utilizados en los materiales publicitarios para su comercialización; parten desde una declaración honesta pero normalmente aderezada con una pizca de confusión y turbiedad, hasta llegar al grado de falsear “sin siquiera parpadear”, las supuestas “virtudes” que producto posee u omitir las que inherentemente lo limitan.     

          Todo esto provocando en el consumidor desde incertidumbre que inicia desde el proceso de selección del producto que se pretende adquirir; pasando a la desconfianza y tensión durante el uso inicial del dispositivo; y en ciertos casos, llegando al extremo de producirle un buen grado de decepción enfado y malestar por percibirse engañado.    

Iniciemos con una sencilla definición de cada uno de los términos en cuestión:

       * En castellano WATERPROOF es equiparable a IMPERMEABLE y este término significa: IMPENETRABLE AL AGUA O A OTRO FLUIDO, así de claro y contundente.

PRECEPTOS.

         *EN EL UNIVERSO DE LA ELECTRÓNICA DE CONSUMO NO EXISTE NINGÚN   PRODUCTO QUE SE PUEDIESE SER CALIFICADO  WATERPROOF COMO TAL.

         * Además, en la actualidad, no existe ningún estándar industrial aceptado que permita evaluar un producto electrónico en términos de WATERPROOF.

         * Adicionalmente, el uso del término WATERPROOF ya ha sido oficialmente ABOLIDO por la industria de la relojería desde 1990.

         *Ahora bien, WATER RESISTANT significa RESISTENTE AL AGUA y se refiere a LA CAPACIDAD DEL PRODUCTO PARA RESISTIR LA PENETRACIÓN DE AGUA EN CIERTO GRADO, PERO NO COMPLETAMENTE es decir que: “Aplican restricciones funcionales y ambientales”.        

          Entonces, es ahora cuando toca distinguir y deslindar, entre los ámbitos específicos de funcionamiento dentro de los cuales deben operar y sobrevivir tanto los productos PORTÁTILES a secas (portables) como son los Teléfonos celulares inteligentes; y los que en adición a ser PORTÁTILES, han sido concebidos para LLEVARSE PUESTOS en la muñeca (preferentemente), como son: los Relojes de pulso inteligentes y los monitores de aptitud física (fitness trackers).

PRODUCTOS ELECTRÓNICOS PORTÁTILES a secas.

           Estos se caracterizan por ser ligeros, de fácil manejo e innegablemente ubicuos acompañantes de sus usuarios; y por consiguiente, estar constantemente expuestos a sufrir accidentes o incidentes relacionados con un entorno de agua, polvo, arena, etc.; así por ejemplo, una excursión no planeada al fondo del inodoro, de una pecera o la piscina o quizá en la arena de la playa o demás ambientes agrestes para el equipo.

iphone en el agua

             Prácticamente todos los fabricantes de teléfonos inteligentes que ofertan equipos con cierto grado de Resistencia al ingreso del Agua, invocan el cumplimiento de los requisitos planteados de alguno de los Códigos IP que son especificados en el estándar internacional IEC60529 titulado: GRADOS DE PROTECCIÓN PROPORCIONADOS POR ENVOLVENTES (utilizadas para alojar equipo eléctrico), publicado por la organización estandarización INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISION (IEC).

         En el Código las siglas IP significan “ International Protection Marking”, si bien en ciertas ocasiones (extraoficialmente) se le interpreta como “Ingress Protection Marking”; seguidos por, dos dígitos “x – y”  los cuales básicamente definen el nivel de protección del ingreso tanto en términos físicos como en relación al agua. Es así que se integra el código IPxy, donde “x” representa la calificación sobre el nivel de penetración física(que tan resistente es la envolvente a la penetración desde dedos hasta partículas de polvo o arena) y donde “y”, corresponde a la protección relacionada al ingreso de líquido(que tan resistente es a la penetración de líquidos en un rango que va desde una brisa ligera, hasta llegar a la inmersión profunda).

         El valor máximo que a “x” se le puede asignar es “6” lo cual implica que el polvo no puede penetrar al interior de la envolvente. El grano de polvo corresponde al “polvo talco”, con un tamaño de partícula capaz de pasar por un cernidor construido con un alambre de 50µm de diámetro y una rejilla con un claro entre alambres de 75µm.

       Para el caso de la valuación de la capacidad de la envolvente para Resistir el Ingreso de Agua, los fabricantes se han decantado por caracterizar ciertos productos, dentro de alguno de los dos niveles que califican la Resistencia al Ingreso del Agua bajo condiciones de inmersión; así encontramos productos, aparentemente, similares calificados con un segundo numeral que puede ser un ó un 8. La diferencia estriba, eminentemente, en el nivel de profundidad al cual la prueba se efectúa, así en el caso del numeral la profundidad máxima se especifica a 1.0 metros y durante una permanencia de 30.0 minutos; para el numeral 8 la profundidad deberá de ser superior a 1.0 metros y tanto el valor límite como el del tiempo de permanencia es ESPECIFICADO POR CADA FABRICANTE.

       Es obvio que cualquier producto que se califique en grado 7 ó 8 en el segundo numeral, también deberá de haberse calificado en grado 6 en el primer numeral; o sea IP67 ó IP68.

CUIDADO!!!!.

         INVARIABLEMENTE LEA LAS ESPECIFICACIONES DEL FABRICANTE ya que se puede llevar una desagradable sorpresa; un ejemplo tomado de las especificaciones de fabricantes líderes:

         Apple iPhone Xs   IP68 especificado como 2.0 metros de profundidad a 30.0 minutos.

+        Samsung Note 9  IP68 especificado como 1.5 metros de profundidad a 30.0 minutos.

Apple iPhone 7/8/X  IP67 1.0 metros de profundidad a 30.0 minutos (sobrevive una excursión al fondo de un inodoro claro, rescatándolo rápidamente).

OJO. El líquido utilizado para efectuar la prueba se especifica que deberá de ser agua fresca(agua de manantial y carente de cualquier químico adicionado o contaminante); en el evento de que el aparato sufra una inmersión en otro tipo de agua o líquido, inmediatamente se deberá de enjuagar en agua fresca y secarlo perfectamente.

RECOMENDACIÓN.

EVITE A TODA COSTA QUE SU TELÉFONO CELULAR INTELIGENTE SE LLEGUE A MOJAR.

PRODUCTOS ELECTRÓNICOS PORTÁTILES concebidos para traerse puestos en la muñeca.

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          En este segmento, el patrón fundamental de comportamiento que se espera de los “nuevos electrónicos inteligentes” ante la presencia de agua, ya indudablemente se encuentra sólidamente establecido por el antecedente histórico de los relojes mecánicos (y electrónicos) de pulsera.

         Water Resistant es la leyenda comúnmente estampada tanto en el frente(carátula) como en la contra tapa de los relojes de pulsera y que usualmente viene acompañada, por el valor de la presión estática de prueba acreditada expresada en unidades de presión tales como la Presión Atmosférica(ATM), BAR o más comúnmente, como un equivalente a la profundidad de inmersión  expresada en metros(m). El valor de referencia para la ATM, es el valor a nivel del mar siendo igual a 1.0 ATM; también 1.0 ATM = 1 BAR=10.0 m.

         El estándar que establece los requisitos y los métodos de prueba utilizados para evaluar la resistencia de los relojes al agua incluyendo los lineamientos que deben seguir los fabricantes, para marcar correctamente a los productos aprobados acorde al procedimiento de evaluación de la conformidad correspondiente, es el emitido por la International Organization for Standarization (ISO) número ISO-22810:2010 Horology-Water Resistant Watches.

Una llamada de alerta.

         El valor marcado que indica la presión de prueba en términos de profundidad de inmersión no significa, que el aparato fue diseñado para ser utilizado por largos períodos a la profundidad marcada ya que, la prueba se efectúa bajo una condición de presión estática y sobre una población de muestras limitada y estadísticamente extrapolada para toda la producción del modelo amparado.

      Esto quiere decir que, la mayoría de los fabricantes ajustan las especificaciones de sus productos dentro de rangos de operación de común acuerdo establecidos; vamos, un reloj marcado como 30m no será capaz de sobrevivir funcionando a esa profundidad permanentemente.

Rango de Water-resistanceApropiado paraObservaciones 
Water Resistant 3 atm o 30 mApropiado para uso diario. Resistente a salpicaduras/llovizna.NO apropiado para ducharse, bañarse, nadar, snorkeling, actividades relacionadas con agua, pesca, zambullidas y buceo.No shower sign on white background.
Water Resistant 5 atm o 50 mApropiado para uso diario. Resistente a salpicaduras/llovizna.NO apropiado para ducharse, bañarse, nadar, snorkeling, actividades relacionadas con agua, pesca, zambullidas y buceo.
No shower sign on white background.
Water Resistant 10 atm o 100 mApropiado para surfing recreativo, natación, snorkeling, velear y deportes acuáticos.No apropiado para buceo.
No shower sign on white background.

WATER RESISTANT. Una especificación razonada y medible

         Cualquier producto electrónico de consumo, sin importar lo cuidadosa y profesionalmente que haya sido desarrollado, inevitablemente contendrá un punto débil(punto de falla), respecto al grado de resistencia a la penetración del agua; esto significa por ejemplo que, la combinación de la temperatura del agua que lo rodea más la profundidad a la que se ubica y/o el tiempo que permanece sumergido y/o en contacto con el líquido inducirá un proceso que finalmente ocasionará la falla del mecanismo(s) que mantienen al aparato en modo Resistente al Agua, quizá catastróficamente.

RECOMENDACIÓN. 

No shower sign on white background.

EVITE A TODA COSTA DUCHARSE LLEVANDO SU PORTÁTIL DE MUÑECA PUESTO YA QUE, ADICIONALMENTE AL TEMA DE WATER-RESISTANT, EXISTEN EFECTOS SECUNDARIOS PROVOCADOS POR EL GOLPETEO DEL AGUA DE LA DUCHA SOBRE LA PANTALLA, QUE AL SER TRANSMITIDOS AL CONTROLADOR PUEDEN OCASIONAR QUE EL PORTÁTIL SE BLOQUE Y DEJE DE FUNCIONAR.