Despre metrologia licitațiilor
Intervalul de toleranță ale cerințelor specificate în caietele de sarcini
Notă: CNRI este unica asociație profesională recunoscută în România cu misiunea de a avansa cunoștințe de valoare și susținere a informațiilor corecte în domeniul iluminatului și al iluminării. În contextul unei evoluții nerealiste în specificarea cerințelor din caietele de sarcini ale licitațiilor din iluminatul public, Comitetul are misiunea de educare și de promovare a bunelor practici.
În ultimii ani, utilizarea corpurilor de iluminat cu LED pentru iluminatul stradal a devenit un fapt firesc pentru a satisface împlinirea criteriilor de performanțe și minimizare a impactului asupra oamenilor și mediului. Inițial, aceste criterii, denumite cerințe în caietele de sarcini ale autorităților contractante, erau realiste și prudente. În ultima perioadă însă, revendicarea cerințelor a suferit un proces de „prelucrare“ ale cărui implicații nu sunt pe deplin înțelese. Neînțelegerea semnificației cerințelor este justificată și de prezența sau absența unor standarde privind măsurarea sau compararea performanțelor. Impunerea anumitor performanțe de către o autoritate contractantă trebuie însă să asigure corectitudinea,transparența și existența instrumentației/metodei pentru evaluarea obiectivă/ corectă a îndeplinirii acestora.
Să luăm de exemplu una dintre cele mai des specificate cerințe:
Temperatura de culoare
De obicei, în caietele de sarcini temperatura de culoare a corpului de iluminat este specificată astfel: TC=4000K±10% sau TC≤4000K. În acest caz, este evident că valori spre exemplu, 4050K (pentru primul caz: 4000K±10%) sau 4010K în al doilea caz nu corespund cerinței și deci vor fi respinse.
Este însă sustenabil argumentul depășirii limitei impuse? Nu, desigur, din mai multe motive! Chiar dacă la prima vedere există un domeniu de acceptare (±10%), limita nu este însă definită metrologic și deci aprecierea conformității este subiectivă. Sau altfel spus, absența indicării preciziei de măsurare la aprecierea conformității pentru selectarea ofertei nu este corectă. Acceptarea sau respingerea conformității pe criteriul incertitudinii de măsurare sau a metodei utilizate (absolută sau prin calcul) este menționată în standarde ca „domeniu de toleranță“ al mărimii. Spre exemplu, dacă incertitudinea de măsurare a temperaturii de culoare cu un foto-cromator este cuprinsă între 3K și 50K, atunci rezultatul unei măsurări TC=4000K poate fi contestat că îndeplinește cerința. Mai jos este prezentat acest exemplu (Tabelul 1) al modului în care este argumentată această respingere: valoarea 4010K este mai mare decât cea impusă de 4000K. În ambele cazuri, respingerea poate fi însă contestată cu ușurință, chiar dacă în aparență cerința nu este îndeplinită. În acest scop, trebuie să înțelegem mai multe despre această mărime.
Ce este temperatura de culoare?
În cazul de față, temperatura de culoare (TC) se referă de fapt la temperatura corelată a culorii (TCC), între cele două mărimi existând o diferență majoră.
Temperatura de culoare (TC) este o mărime care definește locul exact al sursei de lumină pe linia „locus-ului Planckian“ (locus = ansamblul punctelor care satisfac unele proprietăți). ceastă linie este arcul negru din graficul MacAdam care descrie cu precizie variația temperaturii de culoare a corpului negru (Fig. 1). În acest caz, două surse de lumină care au o temperatură de culoare spre exemplu TC = 4000K, vor arăta exact la fel, deoarece ambele ocupă același loc de pe arc.
Temperatura de culoare corelată
(TCC) este folosită atunci când sursa de lumină nu se află pe linia „locus-ului Planckian“. Dacă TC definește cu exactitate punctul pe locus, atunci TCC definește o zonă în jurul liniei perpendiculare care trece prin acel punct.
Acest punct este definit prin coordonatele de culoare x și y. Deci cromaticitatea nei surse de lumină este definită în diagrama MacAdam folosind coordonatele cromatice. Diagrama cromatică este utilizată pentru a determina cât de aproape de locus este temperatura de culoare a unei surse de lumină specifice.
Deci, dacă o sursă de lumină este în afara locus-ului, atunci TCC este punctul TC cel mai aproape de locus.
De exemplu, dacă o sursă de lumină are un TCC = 4000K, asta înseamnă că poate fi în orice punct al zonei liniei care trece prin punctul 4000K de pe locus. Pentru TC = 4000K a corpului negru coordonatele de culoare sunt: x = 0.38044 și y = 0.37675 (Fig. 2). De obicei, sursele de lumină cu LED indică temperatura de culoare ca TCC. Așadar, două surse de lumină cu LED care au un TCC = 4000K, pot arăta foarte diferit, întrucât sunt în aceeași zonă de linie care trece prin punctul 4000K de pe locus-ul TC. În contextul caietelor de sarcini, cerința se referă numai la Temperatura de culoare Corelată (TCC). O măsură convenabilă pentru exprimarea amplitudinii diferenței de culoare a surselor de lumină cu LED-uri este numărul de pași de elipsă SDCM (MacAdam) în spațiul de culoare CIE în care LED-urile se înscriu.
Ce înseamnă abaterea de culoare sau SDCM?
SDCM înseamnă „Standard Deviation of Color Matching“ și a fost dezvoltat de David L. MacAdam. Modelul ilustrează abaterea în calitate/temperatură a culorii. MacAdam a dezvoltat acest model în anii 1940. O scară de la 1 la 7 este utilizată pentru produsele de iluminat și este obligatorie în UE.
Când SDCM este între 0 și 3, diferența de culoare nu va fi observată. Mai mult de SDCM 4, diferența de culoare este vizibilă cu ochiul liber. În Figura 3 este prezentat rezultatul unei măsurătorii alității luminii unui corp de iluminat cu LED SDCM 7.
Așadar, când se compară două surse de lumină având același TCC, sau în raport cu o valoare de referință sau impusă (spre exemplu cerința din caietele de sarcini) confirmarea identității cromatice se face prin măsurarea coordonatelor cromatice și/sau a SDCM. Astfel, cerințe precum TC = 4000K±10% sau TC ≤ 4000K spre exemplu, pot fi specificate prin TCC = 4000K/5 SDCM.
În Figura 3 este prezentat rezultatul unei măsurători în care se poate observa valoarea SDCM, respectiv 6.4.
În cazul elipsei 5 SDCM pentru TC = 4000K, menționat anterior, este prezentat în Figura 4 locus-ul elipsei în jurul punctului TC. Din analiza graficului se poate considera că desfășurarea punctelor se află în domeniul 3800K – 4200K.
În cazul în care cerința este prezentată b forma unui domeniu de toleranță, atunci locus-ul echivalent pentru SDCM 5 este diferit (Figura 5). Astfel, admiterea sau respingerea conformității poate fi justificată metrologic dacă intervalul de toleranță, respectiv SDCM, este specificat. În cazul cerinței TCC = 4000K din Tabelul 1 de mai sus ar putea fi rescris astfel:
Este evident că ambele oferte sunt admise justificat de domeniul intervalului de toleranță (SDCM 5) și a incertitudinii de măsurare.
În practică, majoritatea producătorilor de LED-uri precizează locus-ul coordonatelor de culoare sub forma unui paralelogram subscris elipsei SDCM (Fig. 6). Apartenența structurilor LED la un locus este menționată în catalogul produsului ca „bin-ul de culoare“ și este definit de patru perechi de coordonate de culoare x și y (Fig. 6). Selectarea bin-ului se face la sfârșitul procesului de producție în „pași“ de 3 sau 5 elipse SDCM, care bineînțeles implică costuri suplimentare.
Structurile LED cu toleranța SDCM mai mică sunt deci mai scumpe ca urmare a acestui proces de selecționare.
Pentru un producător de corpuri de iluminat, selectarea bin-ului se face conform specificațiilor din caietele de sarcini împreună cu prețul LED-urilor.
Temperatura de culoare corelată utilă se află deci în interiorul bin-ului de culoare al cărui interval de toleranță este descris de cele patru perechi de coordonate (sub forma unui paralelogram).
Selectarea unui bin de culoare pentru a satisface o cerință de temperatură de culoare corelată fără interval de toleranță este o loterie pentru producătorul de corpuri de iluminat. Pe lângă asta, după asamblare va apărea și o diferență cauzată de eroarea de măsurare între producătorul de LED-uri și cel al corpului. De obicei, eroarea de măsurare specificată de producătorul de LED-uri este ±0.005, în coordonate de culoare, adică >100K. Bineînțeles că această eroare contribuie la creșterea incertitudinii obținerii temperaturii de culoare dorite. În Fig. 7 este exemplificat un asemenea caz și implicațiile legate de conformitatea cu cerințele impuse.
O diferență de 100K, de exemplu, între valoarea măsurată și cea declarată de producător (exemplu 4100K măsurat vs 4000K din catalog) poate fi cauzată și de incertitudinea de măsurare între cele două metode. O altă diferență poate fi cauzată de asemenea de efectul de filtru produs de sistemul optic al aparatului (lentilă, geam și reflector). Deci, o abatere de ±100K (3900K-4100K) în jurul elipsei cu centrul la 4000K este normală pentru o cerință de 4000K, SDCM 5.
În loc de concluzie
Valoarea intervalului de toleranță nu a fost niciodată considerată în respingerea sau admiterea unei oferte.
Acest parametru poate fi extins și la alte mărimi specificate în caietul de sarcini, cum ar fi fluxul luminos, puterea consumată, eficacitatea luminoasă etc. Să luăm, spre exemplu, cerința pentru eficacitatea luminoasă >160 lm/W. În absența intervalului de toleranță, oferta cu eficacitatea luminoasă de 159 lm/W va fi respinsă în favoarea ofertei cu eficacitatea de 161 lm/W dacă există o diferență substanțială a incertitudinilor de măsurare (Tabelul 3).
În realitate, ambele oferte îndeplinesc cerința, deoarece conțin valoarea de 160 lm/W în intervalul de toleranță.
Respingerea sau admiterea ar putea fi justificată numai dacă cerința menționa și un interval de toleranță rezultat din eroarea de măsurare.
Într-un articol viitor voi aborda și alte mărimi.
autor: Stelian MAtei-director divizie CNRI(www.cnri.ro)
