ASTM D2244: tolerancias y diferencias de color con medición instrumental

ASTM D2244 establece cómo calcular tolerancias y pequeñas diferencias de color a partir de coordenadas medidas instrumentalmente bajo iluminación diurna. Su campo de aplicación son especímenes opacos—como paneles pintados, placas plásticas o muestras textiles—en los que se busca una decisión consistente de aceptación/rechazo basada en datos objetivos y comparables.

Cuando existe metamerismo (muestras con espectros distintos que pueden verse iguales o distintas según la luz), la norma indica corroborar los resultados instrumentales con una evaluación de metamerismo según ASTM D4086, para asegurar que la decisión sea válida en las condiciones de uso previstas.

Los resultados se expresan en unidades derivadas de espacios o ecuaciones de diferencia de color con aproximada uniformidad perceptual. La práctica permite trabajar con CIELAB (∆E*ab), CMC (l:c), CIE94, DIN99o y CIEDE2000, lo que facilita integrar el método a distintos procesos industriales sin perder la comparabilidad de los reportes.

Para especificaciones de producto, comprador y vendedor deben acordar la tolerancia permisible y la ecuación que se utilizará. La norma señala que otros factores de apariencia—como la proximidad entre muestras, el brillo o la textura—pueden influir en la correlación entre la magnitud de la diferencia medida y su aceptabilidad comercial, por lo que conviene declararlos y controlarlos.

El documento recuerda que no aborda por completo las consideraciones de seguridad, salud y ambientales asociadas con su uso; es responsabilidad del usuario establecer prácticas seguras y determinar las restricciones regulatorias aplicables antes de implementarlo. Asimismo, se indica que la práctica se desarrolló de acuerdo con los principios internacionales de normalización establecidos por el WTO TBT Committee.

Esta práctica adopta la terminología de apariencia general y añade definiciones específicas para asegurar que la medición instrumental y la decisión de aceptabilidad hablen el mismo idioma. Un espectrofotómetro colorimétrico es el instrumento que mide reflectancias por longitud de onda y entrega directamente valores colorimétricos—como X, Y, Z; L*, a*, b*—o índices derivados. En muchos equipos, además de las coordenadas calculadas, es posible recuperar el espectro completo que les dio origen, lo que facilita auditorías técnicas y comparaciones entre laboratorios.

El espacio CIELAB describe el color con tres ejes aproximadamente uniformes: L* (claros‑oscuros), a* (rojo‑verde) y b* (amarillo‑azul). A partir de estas coordenadas se obtiene la diferencia total ∆E*ab, un número único que resume cuán distinta es una muestra respecto a su estándar. Para orientar correcciones de proceso, se consultan también los componentes direccionales ∆L*, ∆a*, ∆b* y los derivados C* (croma) y h (tono), que indican si conviene ajustar luminosidad, matiz o saturación. La norma estandariza el uso de la abreviatura CIELAB y la nomenclatura asociada a estas magnitudes.

D2244 distingue entre ecuación de diferencia de color y ecuación de tolerancia de color. La primera calcula distancia en el espacio elegido y es simétrica: intercambiar “muestra” y “estándar” no cambia el valor. La segunda está pensada para pase/falla y depende de cuál par se declara “estándar”; al invertirlos, el número puede variar aunque la percepción no cambie. Esta diferencia conceptual es crucial al definir criterios de aceptación y al comparar resultados entre plantas o proveedores.

La práctica reúne varias ecuaciones utilizadas en la industria. CMC (l:c) define tolerancias elípticas alrededor del estándar y permite ponderar la importancia de la claridad frente a croma y tono; valores como 2:1 (textiles) o 1:1 (tolerancias críticas o superficies brillantes) son habituales. CIE94 simplifica ponderaciones y fija condiciones base de observación—iluminante D65, 1000 lx, fondo gris neutro—para obtener el mejor alineamiento con juicios visuales; introduce factores paramétricos (k_L, k_C, k_H) que, salvo acuerdo, se toman como 1. DIN99o transforma CIELAB para que las diferencias pequeñas se describan mediante una distancia euclídea más correlacionada con la percepción. CIEDE2000 promedia ambas muestras para ajustar localmente el espacio y logra una correlación global superior, además de mantener simetría al intercambiar estándar y lote. Cada ecuación responde a supuestos distintos, por lo que no existe un “convertidor universal” entre sus unidades.

Un apunte práctico sobre CIEDE2000: al calcular la distorsión local desde el promedio de los dos colores, ya no es posible predeterminar un “volumen de aceptación” único para todas las comparaciones (útil en ciertos esquemas de control estadístico); su fortaleza está en la comparación pareada estándar‑lote para decidir aceptabilidad con mayor fidelidad perceptual.

La norma también aclara el uso del factor comercial (c_f): es un multiplicador externo que reescala los números de diferencia para conveniencia operativa; no forma parte de la definición de la unidad ∆E. Si se emplea, su valor y la ecuación donde se aplica deben declararse explícitamente en el informe para preservar la trazabilidad. Como referencia histórica, el Hunter L, a, b aparece en un apéndice informativo y no se recomienda para nuevos usuarios; su presencia sirve para interpretar legados y series históricas sin interferir con la práctica principal.

Adoptar D2244 aporta comparabilidad real entre plantas y proveedores. El estándar se apoya en espacios y ecuaciones diseñados para aproximar la percepción humana, de modo que los números que se reportan sean coherentes con lo que ve el ojo. Por eso, los resultados solo deben compararse dentro del mismo sistema: no existe un factor universal que convierta con precisión una diferencia o tolerancia de una ecuación a otra para todos los colores.

Para diferencias pequeñas, la práctica recomienda CIEDE2000 (∆E₀₀) en el rango 0–5 ∆E*ab, hoy ampliamente utilizada en entornos industriales: automoción, recubrimientos, impresión, empaques, plásticos, textiles y afines. Este lenguaje común reduce discusiones, acelera aprobaciones y mejora la coherencia entre laboratorios.

Además del número total de diferencia, comunicar los componentes direccionales (como ∆L*, ∆a*, ∆b*) aporta “hacia dónde corregir” en proceso: más claro u oscuro, más rojizo o verdoso, más amarillento o azulado. Ese detalle convierte al informe en una guía de ajuste, no solo en un veredicto de pase/falla.

La correlación con la evaluación visual está integrada en el espíritu de la práctica: las ecuaciones contempladas han sido contrastadas frente a paneles visuales y muestran concordancia dentro de la incertidumbre propia del juicio humano, siempre que se respeten las condiciones de observación. Así, lo que el instrumento indica se alinea con lo que decide el aprobador.

Por último, D2244 recuerda que estas ecuaciones se derivaron y optimizaron para luz día. Cuando se evalúa bajo otras iluminaciones, la correlación puede degradarse: ahí cobra importancia verificar el metamerismo para confirmar que el color “aceptable” lo será en la condición de uso real del producto. Este control evita rechazos o sorpresas cuando la muestra sale de laboratorio a tienda, taller o línea de montaje.

La práctica D2244 se usa de forma amplia en el mundo industrial y comercial porque da un lenguaje común para decidir aceptación/rechazo de color entre plantas y proveedores. Sus ecuaciones (CIELAB, CMC, CIE94, DIN99o y CIEDE2000) permiten expresar diferencias totales y componentes direccionales de manera coherente con la percepción, lo que reduce controversias y acelera aprobaciones.

Automoción y recubrimientos. La cadena automotriz exige consistencia desde la pintura de carrocerías hasta piezas plásticas interiores. D2244 se integra en la validación de lotes y en auditorías de color entre OEM y Tiers, apoyando decisiones trazables que combinen número total de diferencia (∆E) y dirección del ajuste (luminosidad, matiz, croma). Históricamente, una de sus ecuaciones (CIE94) se desarrolló a partir de observaciones visuales en paneles pintados automotrices, lo que explica su arraigo en este sector.

Impresión, tintas y empaques. En artes gráficas y packaging, el color participa de múltiples sustratos y talleres. D2244 ayuda a que la especificación acordada por marca y convertidor se traduzca en ventanas de aceptación reproducibles, tanto para la prueba de impresión como para producción, y a que el informe muestre no solo la magnitud de la diferencia, sino hacia dónde corregirla.

Plásticos. En compuestos y transformados, la ecuación elegida y el reporte de componentes (∆L*, ∆a*, ∆b*) apoyan correcciones de pigmentación y proceso sin depender de criterios subjetivos. La práctica ofrece opciones métricas que mantienen buena correlación con la evaluación visual cuando se respetan las condiciones de observación.

Textiles. El control de tono y variación entre lotes requiere tolerancias sensibles a las regiones del espacio de color. En este dominio es común usar CMC con proporciones de ponderación que priorizan croma y tono frente a luminosidad, lo que refleja la percepción del usuario final en tejidos y acabados.

Cosméticos y seguridad. Para productos cosméticos y elementos de seguridad impresa, pequeñas desviaciones cromáticas pueden desencadenar rechazo o sospecha. El uso de D2244 estandariza la comunicación entre formuladores, envasadores y verificadores independientes, y respalda decisiones consistentes cuando se combinan mediciones instrumentales con evaluación visual estructurada.

Como principio transversal, la práctica recuerda que las ecuaciones se optimizaron para iluminación diurna y que la evaluación visual estructurada y la revisión de metamerismo son necesarias si se trabaja con otras iluminaciones. Esta disciplina evita sorpresas entre laboratorio, tienda y campo.

Esta práctica está pensada para comparar pequeñas diferencias de color y establecer tolerancias entre especímenes opacos medidos instrumentalmente bajo iluminación de día. Piensa en paneles pintados, placas plásticas o muestrarios textiles: formatos sólidos, no transparentes, en los que el dato de reflectancia permite convertir a coordenadas de color y tomar decisiones de aceptación o rechazo de manera consistente.

El documento no prescribe cómo preparar los especímenes; esa preparación se rige por los métodos pertinentes acordados por las partes. Lo que sí exige, al medir, es capturar la variabilidad superficial: se recomienda leer al menos tres zonas de cada superficie y registrar su ubicación para caracterizar uniformidad y documentar la dispersión de los resultados.

En la práctica, D2244 se aplica a materiales y acabados típicos de automoción, recubrimientos, plásticos, impresión, empaques, textiles, cosméticos y seguridad impresa. El atractivo de esta práctica es que traduce la medición en un número total (∆E) y en componentes direccionales útiles para saber hacia dónde corregir (luminosidad, matiz, croma), manteniendo un lenguaje común entre comprador y proveedor. Para especificación de producto, ambas partes acuerdan la ecuación y el umbral de tolerancia, considerando que proximidad, brillo y textura pueden afectar la correlación entre diferencia medida y aceptabilidad comercial.

La selección de ecuación puede responder al tipo de material. En textiles (y en plásticos moldeados que simulan tejido) es habitual ponderar más el croma frente a la claridad empleando CMC (2:1); en superficies brillantes o tolerancias muy críticas se usa a menudo CMC (1:1); y en acabados mate o con rugosidad leve se permiten valores intermedios (por ejemplo, 1.3:1). Estos ajustes no cambian el dato medido, pero modulan la aceptabilidad alrededor del estándar para el uso real del material.

Como guía de visualización para ciertos contextos (p. ej., cuando se emplea CIE94), se recomiendan condiciones base que mejoran la concordancia instrumental‑visual: iluminante D65 con iluminancia del orden de 1000 lx, fondo gris neutro, separación mínima entre muestras, área suficiente para cubrir un ángulo visual mayor a 4° y especímenes visualmente homogéneos. Estas condiciones sirven de referencia para definir el montaje y el tamaño de muestra, especialmente en materiales con texturas finas o brillos especulares.

Finalmente, recuerda que las ecuaciones de D2244 se derivaron/optimizaron para luz de día; si el material será evaluado o usado bajo otras iluminaciones, conviene verificar la respuesta visual y el metamerismo para asegurar que lo “aceptable” en laboratorio también lo sea en tienda, línea o campo.

D2244 ofrece una base común para comparar diferencias y definir tolerancias de color a partir de mediciones instrumentales, alineando los números con la experiencia visual. La principal ventaja es la coherencia interna de cada sistema: cuando fabricante y cliente trabajan con la misma ecuación y configuración de observación, las decisiones de aceptación/rechazo se vuelven repetibles y defendibles. La práctica subraya que los sistemas CIELAB, CMC, CIE94, DIN99o y CIEDE2000 buscan aproximar la uniformidad perceptual, por lo que las magnitudes reportadas guardan una relación más directa con lo que el ojo percibe como “más” o “menos” diferente.

Otra ventaja es la capacidad de diagnóstico: además del número total (∆E), el informe puede mostrar componentes direccionales (p. ej., ∆L*, ∆a*, ∆b*, u homólogos), útiles para orientar correcciones de proceso en luminosidad, matiz y croma. Esto convierte el reporte en una guía operativa para ajustar color, no solo en un veredicto binario. La práctica también documenta una buena correlación instrumental‑visual cuando se siguen condiciones de observación controladas, lo que facilita acordar umbrales realistas con paneles de evaluación.

La flexibilidad es un punto fuerte. Sectores como textiles o superficies brillantes pueden modular la sensibilidad entre claridad y croma mediante CMC con relaciones típicas como 2:1 o 1:1; en contextos con diferencias pequeñas es usual adoptar CIEDE2000 (∆E₀₀), extendido en automoción, recubrimientos, impresión, empaques, plásticos, seguridad y cosméticos. En cambio, CIE94 aporta parámetros explícitos para compensar textura o presentación (kL, kC, kH) y define condiciones base de observación que maximizan la concordancia; cuando esas condiciones no se respetan, el desempeño puede degradarse. La figura de la página 4 ilustra, además, cómo las elipses CMC cambian de tamaño y orientación según croma y tono, una intuición útil al diseñar tolerancias.

Como toda herramienta, el método tiene límites. Primero, los valores no son convertibles entre ecuaciones por un factor general: números calculados en sistemas distintos no son comparables sin más. Segundo, estas ecuaciones se derivaron u optimizaron para luz día; al trabajar con otras iluminaciones puede bajar la concordancia con juicios visuales y conviene verificar metamerismo para la condición de uso real. Tercero, CIEDE2000 resuelve asimetrías al promediar ambos colores, pero eso impide predefinir volúmenes de aceptación para control estadístico como se hace con tolerancias basadas en un estándar fijo; su fortaleza está en la comparación pareada estándar‑lote.

Existen también consideraciones de implementación. No se recomienda introducir un factor comercial como parte de la ecuación; si se utiliza por conveniencia, debe declararse de forma explícita y entenderse como un multiplicador externo, no como redefinición de la unidad de diferencia. Además, para materiales no uniformes se aconseja medir varias zonas de cada superficie y registrar su ubicación, con el fin de caracterizar la variabilidad. Y dado que no hay una declaración universal de precisión y sesgo aplicable a todas las configuraciones, la práctica llama a controlar el proceso de medición y a realizar los cálculos con precisión numérica suficiente.

En síntesis, D2244 aporta comparabilidad, diagnóstico y trazabilidad si se elige la ecuación adecuada, se respetan las condiciones de observación y se documenta con rigor la configuración usada (observador‑iluminante, ecuación y componentes reportados). Sus límites recuerdan que la aceptabilidad del color sigue siendo un acuerdo técnico‑comercial informado por la medición, la observación visual y el contexto de uso.

Una fuente frecuente de conflictos es mezclar sistemas. Los números de diferencia o tolerancia de CIELAB, CMC, CIE94, DIN99o y CIEDE2000 no son intercambiables: comparar ∆E de ecuaciones distintas conduce a decisiones inconsistentes. Mantener una ecuación única a lo largo del flujo de trabajo evita re‑interpretaciones y redondeos creativos.

Se comete otro error al usar una ecuación “por moda” y no por idoneidad. CIEDE2000 es la opción de referencia para diferencias pequeñas y uso industrial extendido, pero requiere un entorno de observación coherente con la práctica. El resultado mejora cuando la selección de ecuación forma parte de un acuerdo explícito entre comprador y proveedor.

En control de proceso, reducir todo a un número total y ocultar los componentes direccionales empobrece el diagnóstico. Reportar solo ∆E dificulta saber si la corrección es de luminosidad, tinte o saturación; añadir los componentes convierte el informe en una guía de ajuste y no solo en un veredicto.

También es habitual confiar en exceso en lo instrumental y relegar la evaluación visual. Las ecuaciones del estándar nacen de datos visuales, pero su correlación se degrada cuando cambian las condiciones de observación. Si la aceptación real ocurre bajo otra iluminación, ignorar el metamerismo es receta para sorpresas entre laboratorio y campo.

Con CIEDE2000 aparece un malentendido recurrente: tratarla como si permitiera predefinir un volumen de aceptación constante para cualquier par de colores o para control estadístico con plantillas rígidas. Esta ecuación está optimizada para la comparación pareada entre estándar y lote; intentar forzarla a otros esquemas genera falsas alarmas o falsos aprobados.

Otro tropiezo es confundir “diferencia” con “tolerancia”. La ecuación de tolerancia calcula pase/falla con respecto a un estándar; invertir los roles de muestra y referencia puede alterar el resultado sin que cambie la percepción. Conviene fijar y documentar qué se considera “estándar” en cada intercambio.

En implementación surgen dos vicios: tunear parámetros para “hacer cuadrar” los lotes y aplicar factores comerciales sin declararlos. Los parámetros de presentación (como kL, kC, kH en CIE94) compensan textura o montaje; no son un atajo comercial. Si se emplea un factor multiplicativo externo, debe declararse claramente y entenderse como escala, no como redefinición de la unidad.

En medición, fallos típicos son leer un solo punto de la muestra, no registrar la ubicación de las lecturas y no documentar la geometría, iluminante‑observador, instrumento y ecuación usada. Además, realizar cálculos con precisión numérica insuficiente puede introducir sesgos invisibles que afloran al comparar laboratorios.

Finalmente, usar CIE94 fuera de sus condiciones base, ignorar que las tolerancias cambian con brillo y textura, o rebajar la disciplina de observación (fondo, iluminancia, tamaño aparente) hace que un lote “aceptable” en planta resulte “inaceptable” frente al cliente. La solución no es más decimal; es mejor contexto.

El informe debe dejar claro qué ecuación se utilizó para decidir aceptabilidad (por ejemplo, CMC, CIE94, DIN99o o CIEDE2000), y mostrar el resultado total de la diferencia de color del lote frente a su estándar como un único número. Esa cifra resume la magnitud de la diferencia que se está aceptando o rechazando y es el punto de partida para cualquier auditoría técnica o comercial.

Cuando la comparación se realiza en CIELAB, el reporte incluye las coordenadas del estándar (L*, a*, b*) y los componentes direccionales de la diferencia (∆L*, ∆a*, ∆b*), con posibilidad de detallar variaciones en tono y croma mediante indicadores derivados como ∆h_ab, ∆C*ab y ∆H*ab. Este desglose no solo documenta el veredicto, también orienta cómo corregir (más claro/oscuro, más rojizo/verdoso, más amarillento/azulado) para alinear el proceso.

Si se emplea otra métrica distinta de CIELAB (como CMC, CIE94, DIN99o o CIEDE2000), el informe conserva y declara las coordenadas CIELAB de referencia, ya que las distorsiones locales de esas ecuaciones no siempre se traducen en parámetros visuales continuos. En muestras no uniformes, el reporte incluye además el rango de diferencias observado entre distintas áreas para reflejar la variabilidad de la superficie.

El documento de resultados identifica también el método de preparación de los especímenes, el instrumento (fabricante y modelo) y la combinación iluminante‑observador utilizada durante la medición. Cuando la ecuación permite parámetros ajustables, y estos se apartan de sus valores por defecto, se acuerdan y consignan en el reporte (por ejemplo, los factores k_E y k_{CH} en DIN99o).

Como buenas prácticas de calidad, los cálculos se realizan con precisión numérica suficiente (doble precisión) para evitar errores por redondeo, y—si por razones operativas se aplica un factor comercial para reescalar las unidades—su uso y magnitud quedan explícitamente reportados, dejando claro que ese factor es multiplicativo y no redefine la unidad de diferencia. Para verificación interna o validación de software, el anexo incluye ejemplos de cálculo completos que permiten comprobar la implementación.

1) ¿Qué ecuación conviene usar para decidir pase/falla?
Para diferencias pequeñas, D2244 recomienda CIEDE2000 (∆E₀₀) y señala su uso extendido en industria. Otras opciones (CIELAB/∆E*ab, CMC (l:c), CIE94, DIN99o) siguen vigentes; la clave es acordar una sola y mantenerla a lo largo de todo el flujo con cliente y proveedores.

2) ¿Puedo “convertir” tolerancias entre ecuaciones con un solo factor?
No. La práctica enfatiza que no existe un factor universal que traduzca con precisión una tolerancia o diferencia de un sistema a otro para todos los colores. Por comparabilidad, no mezcles ecuaciones en un mismo proyecto.

3) ¿Qué condiciones de observación debo declarar?
D2244 trabaja con iluminación diurna. Si usas CIE94, existen condiciones base para lograr mejor concordancia visual–instrumental (por ejemplo, D65, iluminancia del orden de 1000 lx, fondo gris neutro y muestras homogéneas). Declarar observador, iluminante y montaje evita ambigüedades.

4) ¿Qué hago si hay metamerismo o mis clientes evalúan bajo otra luz?
Confirma el nivel de metamerismo con la práctica ASTM D4086 y alinea el criterio de aceptabilidad a la condición de uso real; las ecuaciones de D2244 se derivaron/optimizaron para luz de día y la correlación puede degradarse con otros iluminantes.

5) ¿Cuántas lecturas por muestra y qué queda en el expediente?
Mide al menos tres zonas de cada superficie y registra su ubicación; documenta instrumento (marca/modelo), iluminante‑observador, ecuación elegida y, si aplica, parámetros distintos de 1. El reporte siempre debe incluir el número total de diferencia; con CIELAB agrega L*, a*, b* y los componentes (∆L*, ∆a*, ∆b*).

6) ¿CIEDE2000 sirve para delimitar un volumen fijo de aceptación o para SPC?
No es su fortaleza. Al basarse en el promedio de ambas muestras, ∆E₀₀ está optimizada para comparación pareada estándar‑lote; no permite predefinir un volumen único de aceptación para todas las comparaciones como se hace en algunos esquemas con CMC o CIE94.

7) ¿Puedo “abrir” la tolerancia con kₗ/kᶜ/kₕ o con un factor comercial?
En CIE94 los parámetros kₗ, kᶜ, kₕ existen para compensar textura/presentación, no para introducir descuentos comerciales. D2244 no recomienda el uso de c_f; si aun así lo usas, es multiplicativo, debe declararse y no redefine la unidad de diferencia.

8) ¿Qué precisión/reproducibilidad puedo esperar?
La práctica ilustra, con datos colaborativos, cómo estimar una reproducibilidad interlaboratorio basada en la desviación estándar (umbral “R*” ≈ 3σ). Úsala como criterio para sospechar resultados discordantes al comparar laboratorios. Calcula siempre en doble precisión para evitar errores numéricos.