La iluminación en centros de salud tiene la complejidad de deber satisfacer las necesidades lumínicas de varios tipos de usuarios:
- El paciente internado, para el cuál es más importante valorar el sistema no visual de la luz que el visual.
- El personal médico y de enfermería, para el cual hay que considerar el sistema visual y asegurar una correcta iluminación para la agudeza visual que requieren las tareas médicas. Y por otro lado el sistema no visual, asegurando la suficiente iluminación durante el día y una iluminación nocturna que no afecte el ciclo circadiano para las guardias y turnos nocturnos.
- Por último, la iluminación para pacientes diarios, visitas y acompañantes considerando sólo el sistema visual.
En esta presentación se desarrollará el llamado Sistema No Visual de la Luz.
A principio de este siglo, una serie de estudios revelaron que el ojo contiene otros tipos de células fotorreceptoras retinales, además de los conocidos conos y bastones, que contienen el fotopigmento melanopsina y que se estimulan principalmente por luz de longitudes de onda de la banda azul del espectro, con un máximo cerca de 480nm. Estas células, aunque también reciben información de conos y bastones, forman un sistema independiente al de la visión, el cual se ha denominado sistema “No Formador de Imágenes” [1].
Un breve repaso:
Qué es la luz?
Llamamos luz a la porción del espectro electromagnético que es percibido por el ojo humano, esta porción va desde las ondas electromagnéticas de 380 nm de longitud a los 750nm. Por debajo de ese rango se encuentran los rayos ultravioletas y por encima los infrarrojos. La evolución del ojo y del cerebro humano llevó a codificar la recepción de esa porción de espectro en colores, formas, profundidades, etc. Conformando así el sistema visual.
Hasta finales del siglo pasado se consideraba que las partes fotosensibles de la retina eran los conos que se discriminan en tres tipos, cada uno sensible a una parte del espectro, por lo que se dice que los conos son sensibles al color. Y por otro lado los bastones que son sensibles a la cantidad de luz, son capaces de distinguir claros de oscuros, pueden decodificar en profundidades, pero no en color.
A principios del siglo XXI se descubre una nueva función en la retina. Se descubre que las células ganglionares que se encuentran en la primera capa de la misma también son fotorreceptoras y que junto con la información recibida por conos y bastones, se comunican con el cerebro enviándole información que no se codifica en la formación de una imagen.
Estos fotorreceptores en la retina (ipRCG) tienen una conexión directa con el cerebro, precisamente con el núcleo supraquiasmático que sincroniza la actividad de la glándula pineal. Podríamos resumir que el ojo según la luz recibida le informa al cerebro la hora del día y según esto el cerebro ordena controlar la producción de ciertas hormonas como la melatonina, que es la hormona que induce al sueño, aumentándola durante la noche y disminuyéndola durante el día regulando el ritmo vigilia-sueño. [3]
La exposición o no a cierta cantidad y calidad de luz ayuda a adaptar y sincronizar los ritmos biológicos en ciclos de 24 horas, a esto se lo conoce como ciclo circadiano, del latín circa, aproximadamente, y diem, día. En los seres humanos, estos ciclos regulan funciones críticas como el comportamiento, los niveles de hormonas, el sueño, el ritmo cardiaco, la presión arterial, la temperatura del cuerpo y el metabolismo. En hospitales es muy importante la exposición a la luz de los pacientes internados. Asegurarles un ciclo circadiano sincronizado llevará a una más rápida y correcta recuperación a sus intervenciones.
Este reloj biológico funciona con información endógena que se ha ido desarrollando a lo largo de la evolución humana para funcionar en ciclos de 24.2hs promedio, pero recibe también información exógena para funcionar sincronizado al ciclo día/noche.
El principal “zeitgeber” (palabra de origen alemán que se utiliza para determinar al sincronizador) es la luz solar, pero el cerebro también recibe información de los alimentos que ingerimos, de la actividad física que realizamos y de los hábitos y actividades sociales.
Un esquema de ciclo entrenado, es decir que recibe información de la hora del día para funcionar sincronizado al día y la noche, se ve como en el apartado (a) de la figura de la derecha.
Mientras que un ciclo que corre libre, sólo con información endógena del cuerpo, pero no con información exógena se irá desplazando postergándose cada día un poco hasta desincronizarse completamente del día. Como se ve en la figura (b) el ciclo seguirá siendo de 24 horas promedio, pero no estará sincronizado. [4]
Estudios realizados por el Lighting Research Center muestran que el ciclo en ratones continúa pero el mismo se va adelantando, mientras que en humanos éste se va postergando.
¿Pero qué pasaría si contamos con información exógena, pero ésta no está sincronizada con el día y la recibimos en cualquier momento? En ese caso nuestro ciclo se desregula también en tiempo de actividad. Esta desregulación trae graves consecuencias a nuestro organismo, principalmente se ha verificado en:
- Trastornos del sueño e incremento de stress.
- Aumento de ansiedad y probabilidad de depresión.
- Enfermedades cardiovasculares.
- Diabetes tipo 2.
- Obesidad.
- Aumenta riesgo de cáncer de mama.
- Aumenta el riesgo de Alzheimer.
- Aumenta el riesgo de caídas nocturnas.
¿Qué aspectos tiene que tener en cuenta un proyecto de iluminación de entrenamiento circadiano?
CANTIDAD DE LUZ – según el momento del día.
Pensemos que el ser humano tiene alrededor de 200.000 años de antigüedad y hace sólo casi 250 años que se creó la lámpara a gas que colaboró en extender el día y sólo 150 años desde que nació la lámpara incandescente Edison que revolucionó al mundo. El ser humano evolucionó para recibir luz en la mañana y que ésta sea la responsable de indicarle al cerebro que suprima la secreción de melatonina y comience la de serotonina y así estar activo para los desafíos y amenazas del día. Como ya dijimos, la luz que recibimos a la mañana es el principal sincronizador de nuestro reloj biológico, por lo tanto, podemos decir que es más importante exponernos a la suficiente cantidad de luz a la mañana que suprimir la de la tarde/noche.
La imagen extraída de un estudio realizado por el Lighting Research Center del Rensselaer Polytecnic Institute [4] muestra en el eje de las Y diferentes cronotipos de personas, cuanto más bajo en el eje Y más tardío el comienzo de ciclo. En el eje de las X la cantidad de horas expuestos a la luz solar.
La curva demuestra que menos de una hora de exposición no alcanza para sincronizar el ciclo y que más de dos horas es indiferente para modificar el cronotipo. Por lo que podemos decir que son suficientes dos horas de exposición a la luz solar.
En la imagen de la derecha se ve un resumen de promedios de iluminancias relevadas en espacios interiores y exteriores, éstos se comparan con valores de estímulos circadianos cuya escala surge de una fórmula creada por el Lighting Research Center Institute [5] evaluando efectos de instalaciones sobre la supresión de melatonina.
El instituto LRC[5] estableció como criterio que para funcionar en un planteo de iluminación de entrenamiento circadiano dicha instalación debe superar un CS de 0.3. De esto podemos deducir qué sólo la iluminación exterior de día o una iluminación interior de alto brillo pueden funcionar como disparadores del ciclo.
CALIDAD DE LA LUZ – Composición espectral.
Es importante considerar la temperatura de color de la luz, pero aún más la composición espectral de la misma.
Antes mencionamos que la luz es la porción del espectro electromagnético que es percibido por el ojo humano, pero la sensibilidad a cada longitud de onda de ese espectro no es constante.
A la izquierda vemos las curvas de sensibilidad de cada tipo de cono y de los bastones. La combinación y simplificación de estas da lugar a la curva Vλ que se utiliza para medir la sensibilidad ocular a la luz.
De día (llamada visión fotópica) esta curva tiene un pico máximo alrededor de los 555nm, es decir somos más sensibles a las ondas electromagnéticas que el cerebro reconoce como verdes. En cambio, de noche los conos casi dejan de funcionar y los bastones son nuestra principal fuente de información visual (visión escotópica), podemos reconocer mejor claros y oscuros, pero no decodificamos el color [6]. La curva de visión melanópica, la cual considera la sensibilidad de los ipRGC (células intrínsecamente fotosensibles), se desplaza hacia longitudes de ondas más bajas teniendo su pico máximo alrededor de los 490nm, las longitudes de onda más azuladas.
Si superponemos la curva Vλ a la curva espectral de un LED genérico policromático (luminaria más común en el mercado), podemos entender la sensibilidad del ojo a las luces “azuladas” o “frías”.
Si pensamos en crear un sistema de iluminación de entrenamiento circadiano podemos deducir que las luminarias que se deben usar durante la mañana, para complementar o reemplazar la luz del sol deberían poseer un fuerte componente de ondas electromagnéticas “azuladas” que ronden los 380 a 500nm, en general esto se da en luminarias de mercado de 5000 a 6500k.
Durante la tarde, cuando debemos dejar de exponernos a la luz, para no retardar el comienzo de secreción de melatonina, es estratégico utilizar luminarias con mayores componentes de ondas ámbar a rojas, del espectro mayores a 600nm. Esta porción de espectro de ondas no es reconocida por la sensibilidad espectral melanópica del ojo, es decir por los ipRGC, por lo que no afectan al ritmo biológico natural.
A la izquierda un esquema de espectro de una luminaria policromática blanco cálida (3000k).
A la derecha, el espectro de luminaria ámbar. Se puede visibilizar que todo el espectro queda fuera de la sensibilidad del sistema de ipRGC.
DIRECCIÓN DE LA LUZ – según el momento del día.
Sobre este tema se han hecho muchos estudios para determinar cuál es la posición de la luminaria que más afecta a la percepción del ojo. Los últimos estudios del Light and Health Center [7] demuestran que la posición frontal al rostro de luminarias difusas es la que más ayuda a que el ojo absorba mayor cantidad del espectro. Por lo que podemos resumir que la posición ideal para la iluminación de la mañana que active el ciclo debería posicionarse lo más frontal posible. Por el contrario, luego del atardecer deberíamos posicionar las luminarias fuera del alcance de nuestra vista y evitar que se vea de manera directa la fuente de luz.
Ilustración 9 Imágen extraída del curso Light and Health del LRC Rensselaer Polytecnic Institute ©2020 Rensselaer Polytechnic Institute. All rights reserved.
Resúmen y ejemplos prácticos de proyectos de iluminación visual y no visual entrenador del ciclo circadiano en centros de salud:
- Iluminación para pacientes internados
Iluminación natural. La garantía del ingreso de luz natural y mejor aún la posibilidad de un espacio descubierto o semi cubierto que puedan utilizar los pacientes que estén aptos a movilizarse van a asegurar una correcta exposición a la luz del paciente sin tanta necesidad de recurrir a recursos estratégicos con iluminación artificial. Cuanta más luz reciba a la mañana, menor necesidad de supresión de luz necesitará a la noche. Recordemos que mayor luz por la mañana, mejor descanso por la noche.
Cuando no tengamos la posibilidad de un suficiente ingreso de luz natural en habitaciones, deberemos pensar en un esquema de distintas escenas de luz, que pueden darse utilizando distintos encendidos de luminarias o utilizando luminarias de blanco dinámico y/o con posibilidad de cambio de color (RGB).
En unidades de cuidados intensivos que cuentan con nula referencia del momento del día, es beneficioso simular los ciclos con iluminación artificial. Esto evita la desorientación tan común en pacientes que pasan varios días en estas unidades y reduce la posibilidad de nuevas patologías que pueda traer la internación, asegurando una más rápida recuperación de las intervenciones a las que fueron sometidos.
Iluminación para personal médico y de enfermería
Es una problemática en trabajadores por turnos alternados el desorden de información recibida por el cuerpo que afecta en los ritmos activos del cuerpo.
En la imagen de la derecha se ven los resultados de un estudio realizado por el LRC, arriba en trabajadores con turnos de día y abajo trabajadores con turnos variables. La pérdida de una información real de ciclo día/noche provoca que el ritmo endógeno se vaya perdiendo.
El desafío de una propuesta de iluminación nocturna para espacios de permanencia de trabajadores por turno rotativo es que dicha iluminación no proporcione información al sistema de células ganglionares intrínsecamente fotosensibles, pero mantenga en alerta a los trabajadores para no dormirse y que puedan combinarla con iluminación funcional cuando tengan que hacer tareas que requieran precisión visual.
El Light and Health Research Center of Mount Sinai [7] sugiere que la utilización de la luz monocromática roja es eficiente para los turnos noche, ya que no es percibida como información de luz por el ojo, pero sí tiene un efecto psicológico de alerta en nuestro cerebro. Puede mantenernos activos sin modificar el ritmo circadiano.
Todavía en estudio de respuesta y eficiencia, una alternativa más es la utilización de gafas de filtro de luz, ésta protege principalmente la exposición a la luz de pantallas en horas de la noche.
Otros ejemplos de estudios empíricos realizados por el LRC[7] en geriátricos- que confirmaron la mejoría y retrasos en evolución de casos de Alzheimer por contar con una iluminación de entrenamiento circadiano- también son útiles para pensar recursos en centros de salud y sus sectores de trabajo nocturno.
Por un lado, iluminación ámbar nocturna, indirecta y directamente vinculada a la necesidad de información del espacio, evitando riesgos de caída.
Por otro lado, aplicaciones creativas menos tradicionales de posicionar las fuentes de luz, para que esta sí estimule el ciclo en las horas necesarias.
Concluyendo, debemos comprender que la luz no es sólo para ver y debemos cambiar la forma en la que pensamos la iluminación de los espacios de una manera que con recursos de diseño podamos contar con iluminación funcional, pero a la vez más consiente y comprometida con las consecuencias en la salud.
Bibliografía
[2] Curso avanzado de iluminación Latinoamericano, impartido por el profesor Wout van Bommel año 2021.
[3] https://www.c3.unam.mx/noticias/noticia80.html
[4] Curso de especialización en Iluminación y Salud – Online Light and Health Institute – Lighting Research Center, Rensselaer Polytechnic Institute – año 2020.
[6] Programa de especialización de posgrado MAVILE – Departamento de Luminotecnia, Luz y Visión – Instituto de Investigación en Luz Ambiente y Visión – UNT – CONICET
[7] https://icahn.mssm.edu/research/light-health
Luciana Borgatello es arquitecta (2008) de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la UNC. Programa de especialización de posgrado MAVILE – Departamento de Luminotecnia, Luz y Visión – Instituto de Investigación en Luz Ambiente y Visión – UNT – CONICET (2022).
Ha realizado cursos de especialización en Iluminación y Salud – Online Light and Health Institute – Lighting Research Center, Rensselaer Polytechnic Institute (2020). Especialización: Luminotecnia UTN- Facultad Regional Buenos Aires (2015). Lighting Design I y Lighting Design II Instituto ELISAVA-Barcelona, España (2014). Curso extracurricular: Producción y Gestión del Espacio Público Facultad de Arquitectura – UNC- Córdoba (2008). Diplomatura en Arquitectura de Interiores Facultad de Arquitectura – UBP- Córdoba (2007). Y ha participado en numerosos congresos y workshops, como EILD, Encuentro Iberoamericano de Lighting Designers en Colonia, Uruguay, año 2019 y XIV Congreso Panamericano de Iluminación Luxamérica (2018), siendo además parte del comité organizador junto a la AADL.
Es miembro de la Asociación Argentina de Luminotecnia. Embajadora argentina del colectivo Women in Lighting. Mención Honorífica en concurso From Limit to Live it – Intervención lumínica en el lienzo norte de la muralla de Segovia, organizado por el Ayuntamiento de Segovia + IE University.
Experiencia laboral: Diseñadora de iluminación independiente, estudio LBLD desde 2014 hasta la actualidad, Arquitecta independiente, desarrollo de proyectos, legajos y dirección técnica de obra, desde septiembre 2011 a 2015. Proyecto y desarrollo de legajos en estudio AFT Arquitectos, desde mayo de 2008 a septiembre de 2011. Proyecto y desarrollo de legajos en estudio NGP, desde febrero de 2006 a agosto de 2007.
borgatelloluciana@gmail.com
GIPHY App Key not set. Please check settings