Curva de kruithof

La curva Kruithof, con un ejemplo fuente de luz; D65 (luz del día norte), dentro de la región agradable.

La curva de Kruithof describe una región de niveles de iluminancia y temperaturas de color que a menudo se consideran cómodas o agradables para un observador. La curva se construyó a partir de datos psicofísicos recopilados por el físico holandés Arie Andries Kruithof, aunque los datos experimentales originales no están presentes en la propia curva. Las condiciones de iluminación dentro de la región delimitada se evaluaron empíricamente como agradables o naturales, mientras que las condiciones fuera de la región se consideraron incómodas, desagradables o antinaturales. La curva de Kruithof es un modelo suficiente para describe fuentes agradables que se consideran naturales o se parecen mucho a los cuerpos negros de Planck, pero su valor para describir las preferencias humanas ha sido constantemente cuestionado por estudios adicionales sobre iluminación interior.

Por ejemplo, la luz natural del día tiene una temperatura de color de 6500 K y una iluminancia de aproximadamente 10⁴ a 10⁵ lux. Este par de temperatura de color e iluminancia da como resultado una reproducción de color natural, pero si se ve con una iluminancia baja, parecería azulado. En los niveles de iluminación típicos de una oficina interior de aproximadamente 400 lux, las temperaturas de color agradables son más bajas (entre 3000 y 6000 K), y en los niveles de iluminación típicos de una casa de aproximadamente 75 lux, las temperaturas de color agradables son aún más bajas (entre 2400 y 2700 K). Estos pares de temperatura de color e iluminancia a menudo se logran con fuentes fluorescentes e incandescentes, respectivamente. La región agradable de la curva contiene temperaturas de color y niveles de iluminación comparables a los entornos con luz natural.

Historia

Cuando surgió la iluminación fluorescente en 1941, Kruithof realizó experimentos psicofísicos para proporcionar una guía técnica para diseñar iluminación artificial. Usando lámparas fluorescentes de descarga de gas, Kruithof pudo manipular el color de la luz emitida y pedir a los observadores que informaran si la fuente les agradaba o no. El esquema de su curva, tal como se presenta, consta de tres regiones principales: la región media, que corresponde a las fuentes de luz consideradas agradables; la región inferior, que corresponde a colores que se consideran fríos y tenues; y la región superior, que corresponde a colores cálidos y de un colorido poco natural. Estas regiones, si bien son aproximadas, todavía se utilizan para determinar las configuraciones de iluminación adecuadas para hogares u oficinas.

Percepción y adaptación

Aparición simulada de un geranio rojo y follaje en la visión normal de luz brillante (fotópica), visión del atardecer (mesofo) y visión nocturna (scotópica). Los centros de flores azules todavía se perciben como brillantes en la imagen de la flor vista al atardecer y por la noche.

Los hallazgos de Kruithof están directamente relacionados con la adaptación humana a los cambios en la iluminación. A medida que disminuye la iluminancia, aumenta la sensibilidad humana a la luz azul. Esto se conoce como el efecto Purkinje. El sistema visual humano cambia de visión fotópica (dominada por conos) a visión escotópica (dominada por bastones) cuando los niveles de luminancia disminuyen. Los bastones tienen una sensibilidad espectral muy alta a la energía azul, mientras que los conos tienen sensibilidades espectrales variables a los rojos, verdes y azules. Dado que el fotorreceptor dominante en la visión escotópica es más sensible al azul, la sensibilidad humana a la luz azul aumenta. Debido a esto, las fuentes intensas de temperaturas de color más altas (más azules) generalmente se consideran desagradables a niveles de luminancia bajos, y existe una gama limitada de fuentes agradables. Posteriormente, la gama de fuentes agradables aumenta en la visión fotópica a medida que aumentan los niveles de luminancia.

Crítica

Si bien la curva se ha utilizado como guía para diseñar iluminación artificial para espacios interiores, con la sugerencia general de utilizar fuentes con bajas temperaturas de color correlacionadas (CCT) con iluminancias bajas, Kruithof no describió el método de evaluación, el estudio independiente variables, ni la muestra de prueba que se utilizó para desarrollar la curva. Sin estos datos, ni otra validación, las conclusiones no deben considerarse creíbles. La relación entre iluminancia y CCT no fue respaldada por trabajos posteriores.

La iluminancia y la CCT se han examinado en muchos estudios de iluminación interior y estos estudios demuestran consistentemente una relación diferente a la sugerida por Kruithof. En lugar de tener límites superior e inferior, estos estudios no sugieren que la CCT tenga un efecto significativo y para la iluminancia sugieren solo evitar niveles por debajo de 300 lux. Los estudios actuales no han explorado la parte crítica principal que es el régimen de baja iluminación o el bajo rango de CCT por debajo de 3000K en general, aunque algunos de los estudios anteriores llegaron hasta 2850K. Esta laguna en los datos es particularmente importante ya que se relaciona con casi todos los "estilos de vida" entornos en los que operan los diseñadores de iluminación: hoteles, restaurantes y entornos residenciales. Una evaluación adicional de estas áreas sería útil, dadas las implicaciones del aprendizaje reciente sobre las implicaciones para la salud de la luz en el ritmo circadiano.

Más estudios

La curva de Kruithof, tal como se presenta, no contiene puntos de datos experimentales y sirve como una aproximación para las condiciones de iluminación deseables. Por lo tanto, su precisión científica ha sido reevaluada.

El índice de reproducción cromática es una métrica para describir la apariencia de una fuente y si se considera agradable o no. El índice de reproducción cromática de una fuente dada es una medida de la capacidad de esa fuente para reproducir fielmente los colores de un objeto. Las fuentes de luz, como las velas o las bombillas incandescentes, producen espectros de energía electromagnética que se parecen mucho a los cuerpos negros de Planck; se parecen mucho a las fuentes naturales. Muchas lámparas fluorescentes o bombillas de luz LED tienen espectros que no coinciden con los de los cuerpos negros de Planck y se consideran antinaturales. Por lo tanto, la forma en que representan los colores percibidos de un entorno también puede considerarse antinatural. Si bien estas fuentes más nuevas aún pueden lograr temperaturas de color correlacionadas y niveles de iluminancia que se encuentran dentro de la cómoda región de la curva de Kruithof, la variabilidad en sus índices de reproducción cromática puede hacer que estas fuentes sean, en última instancia, desagradables.

Diferentes actividades o escenarios requieren diferentes pares de temperatura de color e iluminancia: las fuentes de luz preferidas cambian según el escenario que la fuente esté iluminando. Las personas preferían pares de temperatura de color e iluminancia dentro de la región cómoda para cenar, socializar y estudiar, pero también preferían pares de temperatura de color e iluminancia que estaban en la región más baja e incómoda para actividades nocturnas y prepararse para acostarse. Esto está relacionado con el efecto Purkinje; las personas que desean algo de luz durante la noche desean temperaturas de color más bajas (más rojas), incluso si los niveles de luminancia son muy bajos.

Los hallazgos de Kruithof también pueden variar en función de la cultura o la ubicación geográfica. Las fuentes deseables se basan en las experiencias previas de percepción del color de un individuo y, dado que las diferentes regiones del mundo pueden tener sus propios estándares de iluminación, es probable que cada cultura tenga sus propias fuentes de luz aceptables.

La iluminancia de una fuente es el factor dominante para decidir si una fuente es agradable o cómoda, ya que los espectadores que participaron en este experimento evaluaron un rango de temperaturas de color y niveles de iluminancia correlacionados, pero sus impresiones generalmente permanecieron sin cambios como la temperatura de color correlacionada cambió. Además, existe una relación entre la temperatura de color correlacionada y el brillo aparente de una fuente. A partir de estos hallazgos, es evidente que el índice de reproducción cromática, en lugar de la temperatura de color correlacionada, puede ser una métrica más apropiada para determinar si una determinada fuente se considera agradable o no.