Percepción y efectos psicológicos 3.1.2.2 DESLUMBRAMIENTO MOLESTO CAUSADO POR VENTANAS: COMPARACIÓN ENTRE PREDICCIONES Y DESLUMBRAMIENTO MOLESTO CAUSADO POR VENTANAS: SENSACIONES. COMPARACIÓN ENTRE PREDICCIONES Y SENSACIONES. 1 Roberto G. Rodriguez1, Andrea E. Pattini2 LAHV- INCIHUSA – CONICET, Argentina - rgrodriguez@mendoza-conicet.gov.ar 1 Roberto–G. Rodriguez , Andrea E. Pattini2 2 LAHV – INCIHUSA CONICET, Argentina - apattini@mendoza-conicet.gov.ar LAHV- INCIHUSA E-mail: – CONICET, Argentina - rgrodriguez@mendoza-conicet.gov.ar rgrodriguez@mendoza-conicet.gov.ar 2 LAHV – INCIHUSA – CONICET, Argentina - apattini@mendoza-conicet.gov.ar E-mail: rgrodriguez@mendoza-conicet.gov.ar 1 RESUMEN: Un diseño de iluminación natural inadecuado en espacios de trabajo de oficina puede producir deslumbramiento molesto. Históricamente, este fenómeno se ha estudiado experimentalmente en laboratorio con ventanas simuladas. Las variables independientes se organizan en una ecuación y se correlacionan con la sensación de deslumbramiento de los observadores para obtener una "calibración" de laboratorio. Ese es el origen de los índices de deslumbramiento molesto actualmente disponibles para los profesionales de la luminotecnia. Sin embargo, este enfoque plantea inquietudes acerca de validez ecológica de los índices de deslumbramiento actuales. A fin de verificar si la "calibración" de laboratorio se conserva fuera del mismo, se compararon las mediciones objetivas y subjetivas deslumbramiento molesto durante una evaluación post ocupacional de un complejo edilicio de oficinas. Este artículo describe el estudio observacional de seis puestos de trabajo durante un año con una frecuencia estacional. Se generaron mapas de luminancia a partir de imágenes de alto rango dinámico (HDRI) y se procesaron en Evalglare para encontrar posibles fuentes de deslumbramiento. Evalglare calcula la magnitud de las molestias de las fuentes de deslumbramiento mediante el índice de deslumbramiento por luz diurna (DGI). También se evaluó deslumbramiento de la ventana con el voto de sensación de deslumbramiento (GSV). La correlación empírica entre GSV y DGI fue la base para comparar el grado de malestar teórico causado por una ventana predicha por las ecuaciones en relación con la incomodidad real evaluada por la escala subjetiva. Los resultados mostraron diferencias entre las sensaciones y las predicciones, lo que indica una "descalibración" de las ecuaciones experimentales. La sensación de deslumbramiento depende de otros factores además de la fotometría: las diferencias culturales y la relación entre los sujetos y su clima luminoso locales necesitan ser estudiado de forma sistemática a "recalibrar" las herramientas de reflejos objetivos de predicción. Experimentos de campo regionales son necesarias para mejorar la precisión de tales instrumentos. Los problemas básicos para la predicción de deslumbramiento molesto persisten, porque poco se sabe acerca de las bases fisiológicas y psicológicas de la incomodidad que se siente. El deslumbramiento es 164 esencialmente un fenómeno subjetivo y debe ser evaluado desde una perspectiva psicométrica acompañada por datos objetivos. Palabras clave: Deslumbramiento Disconfortante, Métodos Subjetivos, Métodos objetivos. 1. INTRODUCCIÓN Una consecuencia de un diseño inadecuado de iluminación natural en espacios de trabajo de oficina es la aparición de deslumbramiento disconfortante o incapacitante en los ocupantes [1]. Un amplio cuerpo de conocimiento se ha desarrollado para predecir la sensación de confort visual, asociada a la ausencia de deslumbramiento psicológico. Para estudiar el fenómeno de deslumbramiento históricamente se ha recurrido a cámaras cerradas con dispositivos que permiten obtener mayor control de las variables independientes, para luego cruzar los datos fotométricos con la respuesta subjetiva de los sujetos validando las ecuaciones propuestas (por ejemplo [2]; [3]; [4]; [5]; [6]). De ese modo se obtiene una “calibración” en laboratorio de las ecuaciones con la sensación de los sujetos que las mismas intentan predecir. Aparece la necesidad de verificar si la “calibración” obtenida en contextos de laboratorio es válida también para situaciones reales que en definitiva son el ámbito de aplicación de estas herramientas. 2. MARCO TEORICO La IESNA define al deslumbramiento como la sensación producida por luminancias (L) dentro del campo visual suficientemente mayores a la L a la que el sistema visual está adaptado como para causar molestia, incomodidad o pérdida en el funcionamiento visual y la visibilidad [7]. La CIE [8] explicita dos tipos diferentes de deslumbramiento: (i) incapacitante o fisiológico que provoca un deterioro de las funciones visuales, causando la pérdida de sensibilidad para captar los contrastes y (ii) molesto o psicológico, tipo de molestia visual que Memorias del XI Congreso Iberomericano de Iluminación Percepción y efectos psicológicos conduce a una sensación subjetiva de malestar. Es el resplandor o claridad que produce una sensación desagradable, sin que sea necesario impedir la visión. Un amplio cuerpo de conocimiento se ha desarrollado para predecir la sensación de confort visual, asociado a la ausencia de deslumbramiento psicológico, a partir de las condiciones de iluminación del espacio. Osterhaus [9] afirma que los problemas básicos para la predicción del deslumbramiento persisten: El deslumbramiento psicológico es esencialmente una sensación y exige métodos de investigación que involucren juicios subjetivos. La valoración subjetiva parece ser el único cimiento sobre el deslumbramiento molesto puede medirse, aunque es esencial que dicha valoración se complemente con datos objetivos. Fig. 1: Izquierda, registro subjetivo deslumbramiento. Centro, puesto de trabajo frente a fuente natural gran área. Derecha, Registro del especio de trabajo con lente ojo de pez. Para medir objetivamente la sensación de deslumbramiento se han desarrollado diversos índices [10] a partir de estudios experimentales en cámaras cerradas con dispositivos que simulan una ventana. Nazzal [11] enumera las dificultades presentes en el enfoque experimental que originaron dichos índices: Una ventana artificial es una fuente grande y estable de L, mientras que una ventana real se caracteriza por su no uniformidad, donde aparecen diferentes estímulos de distinta intensidad simultáneamente. Las diferencias psicológicas entre el contenido visual de cada uno también son evidentes, considerando además las variaciones en la sensación de deslumbramiento en función del tipo de paisaje [12]; [13]. La iluminación natural plantea problemas debido al dinamismo inherente a una ventana, por la cual se perciben los cambios en condiciones de cielo, intensidad y distribución de la luz, temperatura de color y contenido espectral, que varían con el tiempo, variaciones no presentes en los dispositivos experimentales de este tipo. 3. MATERIAL Y METODO Se diseñó un programa de medición (Figura 1) en la administración de la Obra Social de Empleados Públicos Mendoza (OSEP) [14]. El edificio se encuentra emplazado en el área metropolitana de Mendoza. Por su emplazamiento, cantidad y variedad de espacios de trabajo se decidió utilizarlo como caso de estudio durante una Evaluación Post Ocupacional (EPO). Durante el recorrido exploratorio (del Inglés walkthrough) se identificaron y registraron fotográficamente puestos y espacios que pudieran someter a los ocupantes a deslumbramiento molesto. Las mediciones se realizaron entre marzo y diciembre de 2010 durante la mañana (10:00 AM). Cada sesión se repitió al inicio de cada estación (verano, otoño, invierno, primavera). El criterio fue registrar la mayor cantidad posible de escenarios lumínicos diferentes, originados por la geometría solar incluyendo condiciones de cielo cubierto. Los resultados presentados en este artículo corresponden a las mediciones de deslumbramiento de seis puestos testigo, diferentes en cuanto a su relación con la iluminación natural. Dichas mediciones se realizaron por medio de un método subjetivo (GSV) y uno objetivo (Mapeo de L). Escala Glare Sensation Vote (GSV): La escala GSV [3] estima la sensación de deslumbramiento por medio de una gradación que va desde “no lo percibo” hasta “apenas intolerable” en función del tiempo que la persona podría soportar esa sensación de disconfort (figura 2). La escala GSV ha sido ampliamente utilizada desde su introducción [15]; [16]; [12]: Memorias del XI Congreso Iberomericano de Iluminacion 165 Percepción y efectos psicológicos Fig. 2: Escala Glare Sensation Vote. El umbral a partir del cual aparece una sensación de molestia visual (del Inglés Borderline Between Comfort and Discomfort –BCD-) se encuentra entre los puntos “apenas aceptable” y “apenas molesto”. Deslumbramiento por mapeos de luminancia: Se generan mapeos de L a partir de imágenes fotográficas de Rango Dinámico Amplio (HDRI) [17]; [18] con una cámara Nikon Coolpix 5400 con lente Nikon FC-E9 y se procesan por medio del software Photosphere en el sistema operativo MAC OS. Este software es una interfaz gráfica de hdrgen de RADIANCE [19] que combina todas las imágenes de bajo rango dinámico (Low Dynamic Range –LDR-) en una de alto rango. Las imágenes de bajo rango dinámico se realizan posicionando la cámara en el lugar en que se encuentran los sujetos, a la altura y posición de sus ojos. Se obtienen luminancias de Control con un luminancímetro Minolta (modelo LS100) para obtener los factores de corrección específicos para la cámara. Una vez calibrado el mapeo de L, se procesa en RADIANCE con la herramienta EVALGLARE [20]. Esta herramienta calcula diversos índices de deslumbramiento molesto, siendo tomado como referencia en este artículo el Daylight Glare Index (DGI) [3] El GSV obtenido para iluminación natural correlaciona con valores de DGI según la siguiente relación [21]: GSV DGI 0 16 1 18 4. 2 22 3 24 4 28 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los estudios epidemiológicos u observacionales [22] describen, sin manipular variables independientes, casos individuales para mejorar la comprensión del problema de investigación. En este artículo se adhiere a ese criterio, presentándose los resultados del seguimiento de seis puestos testigo ubicados en un primer piso de planta abierta de 252 m2 (14m x 18m), construida alrededor de un patio interno de 37,2 m2, dejando 214,2 m2 útiles para desarrollar actividades administrativo – contables y de gestión médica. La iluminación del local es de tipo general sin aportes de luz localizada. Debido a la amplia 166 superficie aventanada coexiste la iluminación natural y la artificial. La relación entre el área útil del local y el área aventanada es inferior al 25%. La estrategia de control de la iluminación natural es variable según el paño, pudiendo ser un filtro autoadhesivo, persiana veneciana o en algunos paños sin estrategia de control. En todos los sectores el paisaje observable combina la construcción misma del edificio junto con algo de vegetación del patio. La iluminación artificial en este sector consta de luminarias embutidas en el cielo raso suspendido cuya fuente es de tipo fluorescente, T8 de 36 W luz día con balasto electromagnético, sin apantallamiento. Fig. 3: Distribución de las sensaciones (GSV) en función de las predicciones (DGI). La figura 3 compara los resultados predichos por DGI y las sensaciones referidas por los voluntarios de cada puesto en cada una de las cuatro sesiones de recolección de datos (N=24). Solamente en el 16,67% de los casos la predicción coincidió con la sensación, mientras que en el 37,50% de los casos la sensación fue mayor. Para el 45,83% restante la sensación fue menor que la predicción, es decir que DGI sobrevaloró el disconfort visual de la escena. Este resultado es consistente con hallazgos previos [5]. Para conocer la significación estadística de estos resultados se llevó a cabo una regresión ordinal por medio del procedimiento PLUM (Polytomous Universal Model). Los datos de DGI se transformaron en una variable dicotómica: aquellas predicciones por debajo del BCD se agruparon como “no deslumbrado” y las que se encontraron por encima conformaron el grupo “deslumbrado”. Memorias del XI Congreso Iberomericano de Iluminación Percepción y efectos psicológicos apenas pudo predecir correctamente la sensación de los ocupantes (p-valor = 0,053), lo que en términos prácticos carece de importancia. Para medio ambientes visuales más demandantes en términos de deslumbramiento, las predicciones teóricas no se correspondieron con las sensaciones reales de los ocupantes. Fig. 4: Porcentajes acumulados de las sensaciones en función de las predicciones. El gráfico de porcentajes acumulados (figura 4) de la sensación de deslumbramiento en función de las predicciones de DGI muestra que para sensaciones por debajo del BCD los escenarios predichos como no deslumbrantes (línea azul) fueron acompañados por mayor cantidad de sensaciones de no deslumbramiento. Tabla 1: Regresión Ordinal (PLUM) sin significación estadística de la relación entre sensaciones y predicciones. Estimación Umbral 5. CONCLUSIONES Osterhaus [9] afirma que los problemas básicos para la predicción del deslumbramiento persisten: Error típ. Wald Gl Sig. Intervalo de confianza 95% no lo noto -1,491 0,769 3,759 1 0,053 (-2,999; 0,016) apenas lo noto -0,535 0,714 0,560 1 0,454 (-1,935; 0,866) 0,536 0,715 0,563 1 0,453 (-0,865; 1,937) -0,543 0,814 0,446 1 0,504 (-2,138; 1,051) apenas aceptable Ubicación Finalmente se calculó el coeficiente de determinación mediante el estadístico de Cox y Snell, similar al R2 utilizado en regresiones lineales. Este estadístico expresa la proporción de la varianza de la variable dependiente (GSV) explicada por la variable predictora (DGI). En otras palabras, da una medida de la validez del modelo. El pseudo R2 calculado fue de 0,02; valor muy discreto que indica que sólo el 2% de la variación de GSV fue explicada por DGI. Gracias a la comparación entre los datos obtenidos por métodos objetivos con datos subjetivos se pudo poner a prueba un modelo predictivo que adolece de defectos de origen. Desde una perspectiva antropocéntrica, y considerando los resultados del presente estudio epidemiológico, se recomienda el uso de métodos subjetivos de estimación de deslumbramiento psicológico para la evaluación de espacios de trabajo reales en el marco de Evaluaciones Post Ocupacionales. [Deslumbrado=NO] [Deslumbrado=SI] 0 . Sin embargo, a partir del BCD ambas líneas convergen, siendo esperable una mayor proporción de sensaciones de deslumbramiento en los escenarios teóricamente deslumbrantes (línea verde). Esta exploración de datos sugiere que DGI falla al predecir el deslumbramiento en situaciones umbrales y moderadas de molestia visual. La tabla 1 presenta los resultados de la regresión ordinal. Se confirma lo observado en el gráfico 3. Solamente en ausencia de una fuente de deslumbramiento (correspondiente al nivel “no lo noto”) la escala DGI . 0 . . El deslumbramiento es esencialmente una sensación y exige métodos de investigación que involucren juicios subjetivos complementando los datos objetivos obtenidos. Las ecuaciones de deslumbramiento más utilizadas se han obtenido experimentalmente, siendo necesario verificarlos en espacios de trabajo reales. El estudio epidemiológico realizado confirmó estadísticamente la escasa capacidad predictiva de uno de los modelos objetivos de determinación de deslumbramiento molesto más utilizados por profesionales e investigadores: el Daylight Glare Index. Concluimos que la sensación de Memorias del XI Congreso Iberomericano de Iluminacion 167 Percepción y efectos psicológicos deslumbramiento depende de otros factores además de los fotométricos: Los aspectos culturales y derivados de la relación de los sujetos con el clima luminoso local deben ser estudiados sistemáticamente. El presente trabajo inicia una línea de investigación en el Laboratorio de Ambiente Humano y Vivienda del INCIHUSA-CONICET que, por medio de experimentos de campo de carácter regional permitirá obtener calibraciones específicas o un nuevo modelo para la predicción de deslumbramiento molesto causado por fuentes de iluminación natural. 6. REFERENCIAS [1] Osterhaus, W. K. E. (1993). Office Lighting: A Review of 80 Years of Standards and Recommendations. Industry Applications Society Annual Meeting. Toronto, Ont., Canada. 3: 2365-2374. [2] Guth, S „„A Method for Evaluation of Discomfort Glare,‟‟ Journal of the Illuminating Engineering Society , May 1963, pp. 351-364. [3] Hopkinson, R.G., 1972. Glare from daylighting in buildings. Appl. Ergonom. 3 (1), 206–215. [4] CIE (1983) „„Discomfort Glare in the Interior Working Environment,‟‟ CIE Publication No. 55 (TC-3.4) 1983, pp. 15-18. [5] Iwata, T., K. Kimura, et al. (1991). "Discomfort caused by widesource glare." 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Rodriguez: Nació en Mendoza, Argentina, en 1977. Diseñador Industrial con orientación Productos (UNCuyo, 2003) y Doctor en Medio Ambiente Visual e Iluminación Eficiente (UNT, 2012). Actualmente es becario posdoctoral en el Laboratorio de Ambiente Humano y Vivienda (INCIHUSA-CONICET). Se interesa en el factor ambiental iluminación natural en espacios de trabajo de oficina desde una perspectiva ergonómica y sus efectos estresores visuales y cognitivos. Memorias del XI Congreso Iberomericano de Iluminación