2.1. Caso de estudio

Para este estudio se seleccionaron 7 oficinas con ingreso de luz solar directa en el puesto de trabajo. Las oficinas se encuentran emplazadas en el centro científico tecnológico CCT-Mendoza, en planta alta orientadas al este. La dimensión de las oficinas es de 4.62x2.32m, con una abertura de 1.56x1.8m compuesta de tres paños (Figura 1). El elemento de control solar común a todas las oficinas son parasoles horizontales exteriores móviles (Figura 2 y 3) estos son de aluminio, color blanco y reflectancia r=0.85. El elemento de control solar que varía en cada oficina son cortinas ubicadas en el paño 1. Las ventanas se encontraban adyacentes a los puestos de trabajo, ubicándose la pantalla de visualización de datos (PVD) de manera lateral. Respecto a la iluminación artificial, estas consistían en tubos fluorescentes con difusor y estuvieron encendidas durante todo el relevamiento.

2.2. Participantes

Los participantes fueron 7 sujetos de entre 25 y 30 años de edad (m=36; Ds=11). Esta muestra de 7 personas no se eligió al azar. Los sujetos experimentales fueron seleccionados de una muestra de mayor tamaño (n = 26) (20), pasando por una serie de pruebas estadísticas epidemiológicas de especificidad y sensibilidad. A partir de estas pruebas, fueron clasificados como sujetos experimentados y seleccionados para el experimento. Esta metodología de trabajar con un grupo reducido pero experimentado ha sido validada en algunos trabajos de deslumbramiento (21, 22). Cabe mencionar que los 7 sujetos fueron medidos cada media hora en dos períodos estacionales obteniéndose un total de 56 condiciones lumínicas.

En el experimento, cada participante debía trabajar con su Pantalla de Visualización de Datos (PVD), realizando sus tareas habituales, se le proporcionó un cuestionario y posteriormente se tomaron las medidas fotométricas. Antes de iniciar la toma de datos se les proporcionó a los participantes un formulario consentimiento informado.

2.3. Casos de estudio. Simulación

Los meses seleccionados fueron los meses de septiembre y diciembre. Primero se realizaron una serie de simulaciones anuales en el programa Velux Daylight Visualizer 2.0. El objetivo de esta simulación fue conocer la trayectoria del sol en el espacio a evaluar, se utilizaron como “imputs” la geometría del espacio, la latitud: 32° 52’ S y longitud 68° 51’. A partir de los datos de la simulación podemos conocer a priori cuáles son los meses en que la mancha de luz difiere en profundidad de ingreso y tiempo de duración. En septiembre la posición de sol es más baja respecto a diciembre, por lo tanto el ingreso de luz solar directa es mayor. Para el mes de septiembre, la altitud y azimut solar produjeron una mancha con mayor profundidad de ingreso, que a su vez estuvo más tiempo sobre la tarea (desde las 9: 00 hasta las 11:00 a.m.). Por el contrario, en diciembre, el sol tiene una mayor altitud lo que se traduce en una penetración de la mancha menor, y que a su vez estuvo menos tiempo sobre la tarea (desde las 9:00 hasta las 10:00). Es importante destacar que no hubo variaciones en el uso de la luz eléctrica en las dos condiciones, en ambas estas estuvieron encendidas.

2.4. Diseño Experimental

En primer lugar se estudiaron algunos de los factores que según la comunidad científica afectan a la sensación de deslumbramiento (Iluminancias, contraste de luminancias y modelo de deslumbramiento DGP). En segundo lugar se calculó cuánto afecta cada uno de estos factores a la sensación de deslumbramiento. La variación en la sensación de deslumbramiento no explicada por estos factores podría ser atribuida al efecto de temporalidad de la mancha.

La variable a la cual ajustar los datos es la sensación de deslumbramiento percibida (GSV).

2.5. Medidas Fotométricas

Iluminancias: Medición al inicio de la tarea de iluminancia vertical a nivel del ojo (Ev) (un punto de medición). Se midió con un luxímetro con sensor de iluminancia marca LMT con rango de 0.1 a 120000 lux con corrector de coseno y filtro v de lambda.

Uniformidad de Iluminancias: Para calcular la uniformidad de iluminancias, se midió la iluminancia horizontal en el plano de trabajo a partir de tres puntos a distancias regulares y a 0.85m del suelo. Esto nos permitió obtener la uniformidad de iluminancias mediante la siguiente fórmula [1]:

Dónde: Eh_min es la iluminancia mínima en el plano de trabajo y Eh_max es la iluminancia máxima en el plano de trabajo.

Contraste de luminancias (CL) y modelo de DGP: Estas medidas se obtuvieron a partir de imágenes de alto rango dinámico (HDR)(23), tomadas cada 30 minutos para los 7 participantes en las dos situaciones lumínicas evaluadas (septiembre y diciembre). Para este análisis se utilizaron 4 tipos de HDR 1-Escena completa para el cálculo de deslumbramiento (Figura 4a), 2- Escena con campo de visión central (tarea) (Figura 4b), 3- Escena que comprende el campo de visión cercano (Figura 4c) y 4- Escena que comprende el campo de visión lejano (Figura 4d). Obteniéndose un total de 224 HDR.

Modelo DGP: Se calculó a partir del post-procesamiento de las HDR con el programa “Evalglare” (versión 1.21) desarrollado por Wienold (5). El criterio utilizado para detectar la fuente de deslumbramiento fue en función del umbral de luminancia media de la tarea, se utilizó como valor umbral 5, ya que es el método recomendado porque tiene en cuenta la adaptación del observador (5). Una vez detectada la fuente, Evalglare calcula los otros parámetros de la ecuación (luminancia de la ventana, tamaño de la fuente y factor de posición).

Línea de comando utilizada: evalglare -T xpos ypos tamaño -d -c checkfile.hdr input.hdr / evalglare –i valor input.hdr.

Interpretación de comandos (24): (-T) este factor define la posición de la tarea en las coordenadas x,y, y su ángulo de apertura en radianes, (–b) este factor multiplicado por la luminancia promedio en toda la imagen se utilizará como umbral para detectar las fuentes de deslumbramiento, valor por defecto 5, (-c) este comando escribe un archivo de verificación en el formato de imagen RADIANCE, (-i) este factor introduce la iluminancia vertical Ev en lux que es medida externamente. Este valor se utilizará para calcular el DGP. Índices de DGP: imperceptible (<0.30), Notable (0.30-0.35) Perturbador (0.35-0.45) Intolerable (>0.45).

Contraste de luminancias: Con el objetivo de calcular los valores de luminancia, se utilizó el programa de código abierto HDRscope (versión 1.0) (25). Las relaciones de luminancias se calcularon mediante el promedio de luminancias de la fuente en relación al promedio de luminancias de la tarea. El área de la fuente y de la tarea fue determinada mediante máscaras dentro del campo de visión (Figura 4b-c-d). Los valores de referencia son: 1:10 (tarea: campo de visión cercano) y 1:20 (tarea: campo de visión lejano) (26).

2.6. Registro del uso de parasoles

Se registró el uso de parasoles cada 30 minutos, para conocer en qué horario los usuarios bloquearon o permitieron el ingreso de sol para los meses de septiembre y diciembre; y en qué posición ajustaron los elementos de control solar (Figura 5).

2.7. Cuestionario y escala GSV

La evaluación subjetiva de confort visual se realizó mediante una encuesta que consta de diferenciales semánticos y preguntas de múltiple opción. La encuesta consta de 6 preguntas. En este trabajo se utilizará solamente la pregunta Q1 que mide el nivel de deslumbramiento percibido: (Q1 ¿Qué grado de deslumbramiento experimentó al leer en la pantalla?), el cual se midió con la escala GSV (Glare Sensation Vote) (27). Esta escala fue presentada a los participantes cada media hora mediante una escala ordinal de 4 puntos: 1- imperceptible, 2- notable, 3- perturbador y 4- intolerable. La definición de cada punto de la escala fue presentada a los participantes. Cada categoría de deslumbramiento está asociada al periodo de tiempo aproximado en que el sujeto puede tolerar el deslumbramiento.

2.8. Herramientas estadísticas aplicadas sobre los datos

Se realizó un diseño intra-sujetos ya que se evalúa el comportamiento del mismo grupo de sujetos bajo dos condiciones diferentes. Se emplearon pruebas no paramétricas, ya que estas no requieren conocer la distribución de la muestra y son una alternativa a las pruebas paramétricas cuando los datos no cumplen los requisitos de las pruebas paramétricas (normalidad, homocedasticidad). Estas pruebas también se emplean cuando el tamaño de la muestra es menor a 20 sujetos (28), como en el caso de nuestro estudio. Se aplica generalmente a las variables ordinales o categóricas.

Para medir la relación lineal entre dos variables aleatorias se utilizó el coeficiente de correlación de Spearman (rho). Para medir la porción de la varianza de la variable dependiente explicada por la variable independiente se utilizó el coeficiente pseudo R² de Nagelkerke (R²). La varianza no explicada por las variables explicativas es atribuida al factor temporal.

3.1. Iluminancia vertical

La tabla 2 muestra los valores de iluminancia vertical media (Ev) desde las 9 a 10:30am (rango horario en que se registraron manchas en el campo de visión de los ocupantes). Los valores de temperatura y humedad fueron en septiembre Tº (m=21, Ds=2), humedad (40%) y en diciembre Tº (m=30,02, Ds=1.5) y humedad (37%).

Los valores de Ev fueron inferiores en diciembre (m=394,39, Ds=144, 64) que en septiembre (m=683, Ds=257.16). Las pruebas Wilcoxon para muestras relacionadas muestran que hubo diferencias significativas entre las dos situaciones (p<0,001). Los participantes permitieron en sus oficinas valores de Ev menores a 1500lx coincidiendo con los valores recomendados por la comunidad científica (5, 29). En septiembre, la correlación entre GSV y Ev fue de rho=0,51; también se calculó un R² = 0,30 con un valor de p = 0,003. Lo que indica que la Ev contribuyó a la sensación de deslumbramiento. En diciembre la correlación entre GSV y Ev fue de rho=0,33 con un R²= 0,19 y valor de p = 0,03. Indicando que la contribución de Ev fue un poco menor para este mes.

3.2. Uniformidad de iluminancias

Respecto a los valores de uniformidad, todas las oficinas tuvieron valores menores a 0,5; es decir que se definieron como no uniformes, este resultado es esperable ya que todos los puestos de trabajo tuvieron manchas de luz directa sobre el plano horizontal.

3.3. Deslumbramiento (contraste de luminancias y modelo DGP)

Respecto al deslumbramiento calculado, a través del modelo DGP, podemos decir que todas las oficinas durante su horario de ocupación tuvieron un deslumbramiento menor a 0,30 lo que equivale a un valor de “imperceptible”, esto es debido a que las Ev no superaron los 1500lx en ninguna condición y el DGP basa sus predicciones en esta variable. Como las Ev fueron relativamente bajas, el cálculo de deslumbramiento también lo fue. Por otro lado, la correlación entre DGP y la percepción de deslumbramiento GSV en septiembre fue rho=0,46 mientras que en diciembre fue rho=0,26; observándose un valor de correlación más bajo para este último mes, debido a que las Ev registradas en esta condición fueron más constantes.

Respecto al contraste de luminancias, para el mes de septiembre, el contraste de luminancias entre tarea y fuente del campo de visión cercano fue superior a los niveles recomendados (1:10) para todos los participantes en al menos un periodo de la jornada. Estuvieron en rangos de luminancias aceptables 13 de las 28 situaciones lumínicas. Lo mismo para el contraste de luminancias entre tarea y fuente del campo de visión lejano. Para el mes de diciembre, el contraste de luminancias entre tarea y fuente del campo de visión cercano fueron similares al mes de septiembre aunque con un pequeño incremento de las situaciones lumínicas en rango aceptable (17 de las 28 situaciones lumínicas). Este comportamiento lumínico se puede observar con mayor claridad a través de la tabla 3.

Como se puede observar en la tabla 3 el porcentaje de luminancias en rango aceptable alcanza su mayor nivel a las 09:30 (85% para septiembre y 100% para diciembre) a partir de esta hora disminuyen las relaciones de luminancia en rango aceptable. Reforzando la hipótesis de habituación al deslumbramiento, ya que a pesar de incrementarse los niveles de contraste de luminancias, la sensación de deslumbramiento disminuyó.

Las pruebas estadísticas que se presentan a continuación refuerzan esta última afirmación: la correlación entre el contraste de luminancias (Lt/Ls_cvc) y GSV en septiembre fue rho=0,25, con un R²= 0,06 y valor de p = 0,18. Mientras que en diciembre fue rho=0,29, con un R²= 0,107 y valor de p = 0,14. La correlación entre el contraste de luminancias (Lt/Ls_cvl) y GSV en septiembre fue rho=0,18, con un R²= 0,001 y valor de p = 0,98; mientras que en diciembre fue rho=0.03, con un R²= 0,01 y valor de p = 0,85. A partir de este análisis podemos decir que el contraste de luminancias tiene una correlación baja con GSV. Los valores bajos de R² con valores de p no significativos indican que las relaciones de luminancia no contribuyeron a la sensación de deslumbramiento observada y que la disminución en la sensación de deslumbramiento puede ser atribuida al factor temporal.

3.4. Registro del uso de persianas

A partir del registro del uso de las persianas cada 30 minutos se observó que en ambos meses el uso fue bajo (tabla 4), lo que implica que las persianas estuvieron mayormente fijas: En la condición de septiembre las persianas estuvieron en 45º es decir semi-abiertas permitiendo un mayor ingreso de la radiación directa. Por el contrario, en la condición de diciembre, las persianas estuvieron mayormente semi-cerradas en 15º, registrándose sólo una oficina con las persianas en 0º y bloqueo total del sol. Es decir que en todas las oficinas durante diciembre hubo una mayor restricción del ingreso de sol, evitando las manchas de sol en el área de visión. Este comportamiento de los oficinistas se ve reflejado en los valores lumínicos registrados (iluminancias, mapeos de luminancias y relaciones de luminancias).

3.5. Discusión de los datos obtenidos

Es importante destacar que si bien se preveía que las personas toleraran más las manchas de sol en diciembre por estar menos tiempo sobre el campo de visión (datos de simulación), los resultados (acciones de las personas) no coinciden con los resultados esperados. En diciembre se bloqueó el ingreso de la mancha a primera hora de la mañana restringiendo el ingreso de sol el resto de la jornada, por motivos térmicos. Por otro lado, en septiembre el uso de los parasoles fue menor, permitiendo el ingreso de las manchas de sol. Estas manchas fueron más toleradas a pesar de estar más tiempo en el campo de visión. Hablamos de una mayor tolerancia al deslumbramiento en septiembre, porque a pesar de haberse registrado periodos de la jornada con deslumbramiento “perturbador” los participantes teniendo la posibilidad de modificar su entorno, no lo hicieron.

Respecto a los valores de R² de las posibles variables explicativas, podemos decir que, por un lado, los contrastes de luminancias (CL) fueron muy bajos y no significativos. Por otro lado, si bien los R² de la iluminancia vertical fueron bajos (r2= 0,29, p = 0,003), fue la única medida fotométrica con un valor p significativo. Es decir, que contribuyó a la sensación de deslumbramiento, por lo que se la analiza en profundidad en la sección siguiente. Como la contribución de la Ev fue baja podemos decir que la disminución de la sensación de deslumbramiento registrada a lo largo de la jornada en el mes de septiembre indica un posible efecto de habituación al deslumbramiento, relacionada con la hipótesis de Macfarlane.

3.6. Variación temporal de la sensación de deslumbramiento

Las figuras 6 y 7 muestra los valores de GSV para cada participante en función de Ev.

La figura 6 muestra la disminución de la sensación de deslumbramiento (GSV) a lo largo de la jornada para el mes de septiembre. Como se puede observar las iluminancias verticales se mantuvieron en una franja de entre 400 a 900lx excepto para el participante 3 con un pico de iluminancia vertical de 1500lx.

La figura 7 muestra la sensación de deslumbramiento a lo largo de la jornada para el mes de diciembre. GSV fue alternando entre notable e imperceptible.

Para poder observar mejor el efecto temporal de la sensación de deslumbramiento re-codificamos los dos primeros valores de GSV (imperceptible-notable) como ‘Sin sensación de deslumbramiento molesto’ y los dos últimos valores (perturbador-intolerable) como ‘Con sensación de deslumbramiento molesto’. La tabla 5 y 6 muestran el porcentaje de oficinistas registrados ‘Sin sensación de deslumbramiento molesto” y “‘Con sensación de deslumbramiento molesto” cada media hora. En estas tablas se puede ver con mayor claridad el efecto que se observa en la figura 6 y 7.

Se registró un 42% de oficinistas con deslumbramiento entre las 09:00 y 9:30, y a partir de las 9:30 el valor de personas deslumbradas se reduce a 0%. Este efecto puede ser atribuido en pequeña medida a la principal variable explicativa encontrada Ev (R2=0,30), parte de la varianza no explicada por esta variable puede ser atribuida a un factor temporal.

3.7. Limitaciones de este trabajo

Es importante mencionar ciertas variables que podrían influir en la percepción de deslumbramiento y que no fueron registradas ni evaluadas en este trabajo. Estas fueron: La temperatura de color correlacionada (30), las diferencias individuales (11) y el comportamiento activo de los ocupantes (31).