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TECNOLOGIA
Parte 1 de 3
Fuentes de iluminación mediante diodos LED: verdades y mentiras
14/02/2020
Te interesará si asististe al seminario de Frieder Hochheim de Kino Flo

Durante esta semana hemos podido asistir en distintas citas en Madrid y Barcelona al roadshow del CEO y fundador de Kino Flo, Frieder Hochheim, donde presenta su propuesta para combatir la falta de uniformidad en los colores tanto de los distintos fabricantes de cámara como de las distintas fuentes LED. Momento perfecto para compartir online el artículo que Julio Gómez, que ha traducido a Hochheim en los eventos de Aluzine, escribió en Camera & Light 100 sobre las "verdades y mentiras" en las fuentes basadas en LED.

AUTOR: JULIO GÓMEZ

(Artículo dividio en tres partes / páginas)

El avance tecnológico en los sistemas de iluminación profesional para cine de los últimos años ha modificado y/o transformado radicalmente la aproximación en la dirección de fotografía y en el equipo eléctrico. En la actualidad, se prioriza –aún más, y no siempre para bien– la manera más práctica y rápida de establecer la luz en una escena. Además, la evolución constante de estas fuentes implica la necesidad de descubrir y conocer las nuevas maneras de medir la calidad de las luminarias más comunes en los sets.

Anillo de fuentes LED de ARRI, combinando diferentes paneles SkyPanel, con luminarias focalizables de la serie L

Existen cuatro tecnologías básicas en desarrollo, si bien en diferentes estadios de progreso y con grados muy diferentes de éxito:

1. La de diodos emisores de luz (LED).

2. La basada en lámparas de plasma.

3. La conformada a partir de la luminiscencia por estimulación de electrones (ESL), que en cierto modo es muy parecida a la que se empleaba en los monitores CRT y en cualquier aparato de televisión con tubo de rayos catódicos.

4. La generada a partir de nanotubos de carbono, íntimamente relacionada con la anterior, pero basándose en una pantalla de fósforo y una sola pared de nanotubos de carbono altamente cristalinos (SWCNT), como electrodos en una estructura de diodos.

La luminaria Wasp 1000 de Hive Lighting –con lámpara de plasma y reflector parabólico de 12º– se puede enchufar a una toma corriente de 16 amperios y proporciona una salida de luz equivalente a la de una fuente de incandescencia de 5 K o una de lámpara HMI de entre 1800 W a 2,5 K

De entre estas cuatro, las lámparas de plasma han demostrado estar bastante limitadas en cuanto a su potencial eficiencia futura y sus especificaciones de uso. Tan sólo dos fabricantes –Hive Lighting y SoftSun– ha conseguido fabricar luminarias profesionales a partir de ella. 

 

La luminaria SoftSun 200K de Luminys se basa en la tecnología conocida como Plasma de Espectro Mejorado y consume –como su propio nombre indica– 200.000 vatios. Está completamente libre de parpadeo, incluso a altísimas velocidades de grabación, cubre áreas gigantescas y proporciona una CCT de 5400K, pudiendo regularse la salida de luz hasta un 90% menos de su intensidad máxima con una diferencia de CCT de tan sólo 100K. Una de estas fuentes fue la única necesaria para iluminar todo el set que representaba la luna en la película El primer hombre (Damien Chazelle, 2018). En la imagen, David Pringle, fundador de Luminys, dejando ciego a todo el que se atreviera a cruzarse en su camino durante la Cine Gear Expo de Los Ángeles de 2018 con una SoftSun de ‘apenas’ 100.000 W

La tecnología ESL, por su parte, está también limitada a lámparas poco eficientes o bien a luminarias enormes y muy potentes. Un par de ellas bastan para iluminar un estadio completo, pero de momento su uso como fuentes de iluminación profesionales para cine es improbable y su versatilidad casi nula. 

La investigación de las posibilidades de los nanotubos de carbono aún está en pañales y requiere de inversiones muy importantes para llegar al estadio más primitivo de fabricación.

Panel frontal del Cineroid Color

Así las cosas, nos encontramos con que la tecnología LED ha sido la única en llegar de manera masiva al usuario final, tanto a nivel de consumo como a nivel profesional. No obstante, junto con su adopción generalizada también se han extendido una serie de tópicos y malentendidos sobre su eficiencia y funcionamiento que deben ser matizados para entender cómo podemos afrontar la tarea de escoger las fuentes más adecuadas en cada proyecto.

La luminaria Creamsource Sky LED de Outsight puede funcionar como una space light. No precisa ventilador, soporta la lluvia (IP65) y consume apenas 1200 W

Se afirma con relativa frecuencia (y con preocupante ligereza), que las fuentes LED apenas requieren energía, que no generan calor, que son tan inmortales como Jordi Hurtado o Ana Blanco o que producen más luz que cualquier otra luminaria. Uno de los objetivos de este breve artículo es matizar las verdades y destapar las mentiras que se esconden tras semejantes aseveraciones.

Gráfica de la eficacia luminosa de un radiador planckiano

Comencemos por evaluar la verdadera eficacia luminosa de las diferentes clases de luminarias empleadas en rodajes. Dicha eficacia luminosa –para cualquier fuente de luz– es la relación existente entre el flujo luminoso emitido por una fuente de luz y su potencia. El primer término supone la medida de la potencia luminosa percibida, ajustada para reflejar la sensibilidad del ojo humano a diferentes longitudes de onda. Su unidad de medida en el  Sistema Internacional de Unidades es el lumen (lm). Se define como el producto entre el número de candelas y la medida de los ángulos sólidos (estereorradián). El segundo término de la relación se mide en vatios (W).

Sistema Kino Flo Freestyle 31 LED DMX

Los halógenos de alto voltaje alcanzan de media una eficacia de 20 lm/W. La incandescencia de bajo voltaje alcanza los 40 lm/W. Las lámparas de descarga de halogenuros metálicos (HMI) alcanzan 60 lm/W con lámparas de 3200K y superan fácilmente los 80 lm/W con lámparas de luz día. Los fluorescentes de elevado CRI alcanzan también los 80 lm/W. Las lámparas de plasma con CRI superior a 90 llegan a los 43 lm/W y las fuentes ESL alcanzan los 80 lm/W, aunque sin ofrecer una luz de calidad profesional.

La LiteMat Spectrum de LiteGear ha sido la primera fuente de diodos LED en obtener certificación de cumplimiento de los requerimientos de espacios de color estandarizados

Atendiendo al tópico generalizado, las fuentes LED deberían superar todas esas cifras sin problema. Sin embargo, la tozuda realidad es que –en el momento de escribir estas líneas– oscilan entre los 40 y los 60 lm/W. A pesar de que algunos fabricantes de diodos, en particular Cree, presumen de haber conseguido niveles de eficacia de hasta 240 lm/W en algunos de sus diodos –de manera individual y en condiciones de laboratorio– no se puede decir lo mismo de ninguna matriz mulltidiodo, ni mucho menos de ninguna luminaria profesional basada en LED. Es más, por regla general, cuanto mayor es la eficiencia de un matriz de LED, menor es la calidad de la luz que proporciona, peor la reproducción de color y más reducida su vida útil. Algo a tener muy en cuenta cuando algunos fabricantes tienen el descaro de asegurar que sus paneles alcanzan hasta 90 lm/W. La evolución de la tecnología de los diodos es constante y no cabe duda de que los límites presentes se superarán en un futuro cercano, pero por ahora las lámparas HMI siguen siendo las reinas indiscutibles de la eficacia, como puede atestiguar cualquier gaffer cuando tiene que compensar la luz del sol en exteriores.

Luminarias HMI Alpha 18K de K5600 utilizadas por el gaffer Thierry Baucheron durante el rodaje de un spot en París con fotografía de Darius Khondji, AFC, ASC

En lo que respecta al consumo de energía, es cierto que –frente a otros tipos de fuentes– los LED consumen mucha menos y aportan una salida de luz considerable. Aún así, resulta de crucial importancia determinar qué tanto por ciento de la energía que consumen se desaprovecha generando calor. Una vez más, analicemos lo que ocurre con otras clases de fuentes para tener puntos de referencia con los que poder juzgar a las luminarias de diodos LED. Con respecto a la energía que consumen, la generación de calor en los halógenos de alto voltaje es del 90%. En el caso de la incandescencia de bajo voltaje, el porcentaje es del 75%. El dato es idéntico en el caso de las lámparas HMI de luz día. Los fluorescentes con CRI elevado apenas desperdician un 30%. Las fuentes LED hacen lo propio con entre un 80 y un 85% de la energía que consumen. Sólo los halógenos de alto voltaje son más ineficientes.

Ejemplo de refrigeración pasiva en la fuente DLED30-D de Dedolight