Iluminación

HCL, la iluminación que favorece el bienestar

Javier Oneca, responsable de Proyectos Especiales del Grupo Saltoki, expone en este artículo los beneficios de adecuar la intensidad y la temperatura de color de la luz artificial a la luz natural y así respetar los ciclos circadianos del ser humano. Además, explica en qué consiste un sistema Human Centric Lighting (HCL), que es distinto de un dispositivo Tunnable White, y sus principales entornos de aplicación.

En 1729, el científico francés Jean-Jacques d’Ortus de Mairan1 demostró que las plantas poseen un reloj interno que las acompasa con la rotación de la tierra en lo que denominó “ciclos circadianos”. En el ser humano, estos ciclos de 24 horas, además de determinar los ritmos de sueño, también repercuten en las funciones del aparato digestivo, la tensión arterial, la regulación de la temperatura corporal y la producción de ciertas hormonas, entre otros factores. Desde 2017, gracias a las investigaciones de Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young2, que recibieron el premio Nobel por ello, se entiende cómo funciona realmente este mecanismo.

Se descubrió que la luz, y en concreto su nivel y su temperatura de color, juegan un papel fundamental en la producción de hormonas -como el cortisol y la melatonina- que facilitan los ciclos de vigilia y sueño, algo vital para mantener una función cerebral normal.

En oficinas con bajo aporte de luz natural, una intensidad y una temperatura de color adecuadas favorecen la concentración de los empleados y la disminución de las bajas laborales.

La disfunción de estos ciclos circadianos se ha vinculado no solo a trastornos del sueño; también a depresiones, trastorno bipolar, disfunciones cognitivas, trastornos en la memoria, diabetes, obesidad y algunas enfermedades neurológicas como el trastorno afectivo estacional, que es un tipo de depresión que ocurre generalmente en invierno.

Podríamos decir que el centro de todo este descubrimiento es que el ser humano necesita luz con alto nivel y temperatura de color fría a primeras horas y horas centrales del día, y niveles más contenidos con temperaturas de color cálidas al final del día, ya que son estos niveles altos o bajos y las temperaturas de color frías o cálidas los que favorecen la producción de ciertas hormonas necesarias a ciertas horas para un correcto funcionamiento del organismo3 .

Un nuevo concepto de iluminación

Los primeros estudios realizados sobre el impacto de la luz en las personas se hi-

Las últimas investigaciones han demostrado que, a través de la luz, se pueden obtener importantes beneficios a la hora de aliviar los síntomas asociados a diversas enfermedades degenerativas, como los trastornos del sueño y la depresión.

cieron en los países nórdicos. Paradójicamente, estos países, que gozan de las tasas más altas de bienestar y desarrollo, también encabezan el ranking con los índices más altos de depresión y suicidios del planeta. El motivo parece claro: la falta de luz durante el largo peLa intensidad y la temperatura riodo del invierno. Y, más en concreto, que la poca luz que llega durante estos meses, de color de la luz además, es una luz cálida4 . son claves en la producción de hormonas Es en este entorno donde la exposición a luz artificial fría a primeras horas de la mañana resulta vital para la producción de cortisol y serotonina5, paliándose los sentimientos de aislamiento, soledad y depresión. Todo ello ha dado como resultado un nuevo concepto de iluminación llamado HCL (por sus siglas en inglés Human Centric Lighting), que gira en torno al ser humano y a su bienestar. Básicamente, los sistemas HCL conjugan elementos reguladores y de control que, en función de la luz natural del momento, adecúan la potencia de las luminarias y modifican la temperatura de color, estableciendo temperaturas neutras y frías a primeras horas y en horas centrales del día, y más cálidas al final de la jornada y en horas nocturnas.

Además, las últimas investigaciones en torno a la luz, su nivel y su temperatura de color han demostrado que se pueden obtener importantes beneficios utilizándola como terapia en enfermedades degenerativas como Alzheimer6,7, Parkinson o Huntington. La luz ha resultado ser una forma eficaz, segura y económica de aliviar los síntomas asociados a estas enfermedades, como los trastornos del sueño y la depresión8 .

De la misma manera, también ha demostrado su eficacia en las UCI, unidades de neonatos y de recuperación, donde favorece procesos de regeneración celular y acorta los tiempos de recuperación9 .

Pero no solamente se ha investigado el terreno de la salud; en el ámbito laboral, la utilización de los niveles adecuados de iluminación y el ajuste de la temperatura de color favorecen la concentración de los

Tanto el nivel de la luz como la temperatura de color alcanzarán sus máximos en las horas centrales del día, entre 5.000 y 6.500 K. Con los últimos rayos de sol, la temperatura de color desciende hasta los 2.000-2.200 K.

trabajadores y la disminución de las bajas laborales. En el apartado de la educación, también aumenta el rendimiento escolar, incrementando la concentración, mejorando las funciones cognitivas y favoreciendo la relajación.

El ciclo de la luz natural

El ciclo de la luz natural comienza con un bajo nivel de luz y una temperatura de color cálida con la salida del sol que ronda los 1.800-2.200 K. Seguidamente se produce un aumento tanto del nivel de luz como de la temperatura de color, que alcanzará su máximo en las horas centrales del día, entre 5.000 y 6.500 K, para volver a descender tanto de nivel como de temperatura de color durante el atardecer, llegando a los 2.000-2.200 K con los últimos rayos de sol.

Fruto de las últimas investigaciones, ha quedado patente que la producción de ciertas hormonas como el cortisol y la serotonina, entre otras, claves para la puesta en marcha de numerosas funciones fisiológicas, comienza en las primeras horas del día, con la tendencia a temperatura fría de la luz solar y el aumento del nivel de luz, y disminuye a últimas horas del día, cuando la luz se torna más cálida. Es en este momento de mayor calidez de la luz y oscuridad cuando comienza la producción de otras hormonas como la melatonina10, que favorecen la relajación y el sueño. La producción de melatonina asciende hasta producirse un pico aproximadamente una hora después de comenzado el sueño11, momento a partir del cual comienza a bajar favoreciendo la entrada del sueño en fase REM.

Aquí es importante señalar tres cuestiones. La primera es que la exposición a luz de espectro frío a últimas horas del día dificulta la producción de melatonina; y la segunda es que la melatonina resulta de suma importancia para la entrada en la fase REM del sueño. Los últimos estudios indican que es durante esta fase del sueño cuando se produce la consolidación de la memoria, así como la mayor actividad de regeneración celular.

La tercera cuestión es que las variaciones en la temperatura de color, para resultar efectivas, deben ir acompañadas de la regulación de la cantidad de luz, correspondiendo niveles altos a las horas con temperaturas frías y niveles más bajos a las de temperaturas cálidas.

La producción de hormonas como el cortisol y la serotonina, claves para la activación de numerosas funciones fisiológicas, comienza con el aumento del nivel de la luz y una temperatura de color fría. Sin embargo, la producción de melatonina, que favorece la relajación y el sueño, comienza al atardecer, cuando la luz gana en calidez y comienza a ganar terreno la oscuridad.

Básicamente, podemos decir, según todo esto, que una temperatura de color fría está asociada a la actividad y la concentración, y que la temperatura de color cálida está vinculada a la relajación y el descanso.

¿Cómo funciona el sistema HCL?

El sistema HCL detectará el amanecer y forzará tanto el nivel de luz como la temperatura de color hacia una temperatura neutra, pasando rápidamente de los 2.700 K a los 4.000 K para simular, e incluso acelerar, el proceso de inicio de producción de cortisol y serotonina.

A posteriori, seguirá aumentando la temperatura de color hasta los 6.500 K en las horas centrales del día, acompañando el aumento de temperatura de color recogido por el sensor de la luz solar. De igual modo, detectará el inicio del atardecer, adecuando la temperatura fría de las luminarias a una temperatura de color más cálida, 3.000 K, que favorecerá, a la postre, la relajación y el sueño. Como se puede apreciar, el sistema simula el comportamiento de la luz solar a lo largo del día, permitiendo que quien no esté en contacto con la luz solar reciba los mismos cambios que se producen de manera natural.

Como hemos comentado anteriormente, el sistema de iluminación HCL conjuga elementos de regulación y control que, en función de la luz natural del momento, adecúa la potencia y flujo de las luminarias y modifica su temperatura de color. Todo el sistema de control gira en torno a los datos recibidos por un sensor que, en el exterior, recibe la luz natural y analiza la hora, la cantidad de luz y la temperatura de color.

En casos particulares, el sistema puede ser programado para adecuarse a las necesidades concretas de los horarios de los usuarios. Como ejemplo, los horarios particulares de un hospital o una residencia de ancianos.

La luz es un remedio eficaz para aliviar los síntomas de varias enfermedades degenerativas

No se debe confundir el sistema HCL con los dispositivos de Blanco Variable, (también llamados Tunnable White), que son sistemas compuestos por luminarias que

La temperatura de color fría está asociada a la actividad y la concentración, mientras que la temperatura de color cálida está vinculada a la relajación y el descanso.

conjugan dos temperaturas de color, una fría y una cálida, y en los que el ajuste de la temperatura se realiza de manera manual por el usuario, principalmente con un fin más estético o decorativo.

Aplicaciones del sistema HCL

Como hemos visto hasta ahora, el sistema HCL gira en torno al bienestar y, por lo tanto, sus principales aplicaciones serán en el terreno de la salud, y, más concretamente, en habitaciones de planta en hospitales, unidades de cuidados intensivos, salas de recuperación, unidades de neonatos, salas de lactancia y plantas de geriatría.

A modo de resumen, podríamos decir que el sistema HCL está especialmente indicado para entornos con un escaso aporte de luz natural como colegios, oficinas, hospitales, residencias de ancianos, etc. El sistema HCL puede ajustar la tonalidad de la luz a un tono frío ayudando a los usuarios a recibir ese aporte de luz fría necesario para su bienestar.

En todos estos espacios, la adecuación de la luz artificial por medio del HCL ha demostrado su efectividad favoreciendo el descanso, reduciendo los tiempos de recuperación y los procesos de regeneración celular. Dependiendo del tipo de tratamiento que médicos y terapeutas quieran aplicar, el sistema HCL puede funcionar de manera autónoma o con una programación especial fijada por el especialista médico.

De la misma manera, su uso en residencias de ancianos y geriátricos ha demostrado ser un componente seguro, efectivo, y económico para el tratamiento de enfermedades degenerativas, demencias y trastornos del sueño. En estos casos, los profesionales médicos pueden ajustar la programación del sistema en función de las necesidades y los horarios particulares de los residentes.

Otro campo de utilización del HCL son los colegios y centros de enseñanza, donde ha demostrado incrementar la concentración y mejorar las funciones cognitivas12 , redundando en una mejora del rendimiento académico13 .

Los mismos beneficios obtenidos en los centros de enseñanza se han obtenido en

Los sistemas HCL están especialmente indicados para hospitales, residencias de ancianos y entornos con poco aporte de luz natural, como podrían ser colegios u oficinas.

oficinas con bajo aporte de luz natural, favoreciendo la concentración, incrementando la productividad y reduciendo las bajas laborales y el estrés14 .

HCL: Luz integradora (Integrative lighting)

Como habrá podido darse cuenta el lector, la luz no solo es un elemento que nos permite realizar unas tareas visuales, sino que va mucho más allá. La luz es un componente vital que, a través de su composición espectral, su nivel y su variación a lo largo del día, influye de manera decisiva, no solo sobre el aspecto visual del ser humano, sino también sobre el emocional y el biológico.

Es por este motivo que la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) se ha posicionado ante una nueva forma de entender la iluminación con el término “Luz Integradora”, una nueva concepción de la iluminación que integra todos los aspectos en los que la luz contribuye al bienestar del ser humano. Un salto desde los efectos visuales de la luz a los no visuales.

FUENTES

1 Society for Research on Biological Rhythms: The birth of Chronobiology – a botanical observation. J. Sobel. 2 The Nobel Prize: Discoveries of Molecular Mechanisms

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V. Mottram, B. Middleton, P. Williams, J. Arendt. 5 National Library of Medicine: Mice genetically depleted of brain serotonin do not display a depression-like behavioral phenotype. M. Angoa Pérez, M. J. Kane, D. I. Briggs, N.

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Ting, W. Ya-Li, P. Hao, S. Yun, L. Chun-Feng. 9 Science Direct: A randomized, double-blind, placebo-controlled trial of blue wavelength light exposure on sleep and recovery of brain structure, function, and cognition following mild traumatic brain injury.

W.D.S. Killgore, J.R. Vanuk, B.R. Shame, M. Weber, S.

Bajab. 10 Science Direct: Melanopsin contributions to non-visual and visual function. M. Spitschan. 11 Instituto Europeo del Sueño: Influencia de la luz en la producción de melatonina natural. 12 Science Direct: A holistic, multi-level analysis identifying the impact of classroom design on pupils’ learning. P. Barrett, Y. Zhang, J. Moffat, K. Kobbacy. 13 U.S. Dpt. Of Energy - Office of Energy Efficency & Renewable Energy: RTI International – Finelite Advanced lighting in the Classroom. 14 Lighting Research Center: The impact of daytime light exposures on sleep an mood in office workers. M.G. Figueiro, B. Stevenson, J. Heerwagen, K.

Kampschroer, C.M. Hunter, K. Gonzales, B. Plitnick,

M.S. Rea