Durante las últimas dos décadas, la tecnología de iluminación basada en semiconductores ha protagonizado una transformación sin precedentes en la historia de la luz artificial. El salto desde las bombillas incandescentes a los diodos emisores de luz (LED) no solo ha supuesto un cambio en la eficiencia energética y la durabilidad, sino que también ha abierto un campo de investigación que hasta hace poco estaba relegado a un segundo plano: la relación entre espectro luminoso y salud humana.

Hoy, más allá de la carrera por lograr lúmenes por vatio, la industria se encuentra frente a un nuevo desafío: diseñar fuentes de luz que, además de iluminar, promuevan el bienestar visual, regulen de manera adecuada los ritmos circadianos y eviten efectos adversos sobre el organismo. Un nuevo estudio publicado recientemente en la revista Light: Science & Applications plantea un giro inesperado: el papel del espectro amarillo-verde, históricamente poco explorado por sus limitaciones técnicas, en la mejora del confort visual y la sincronización biológica.

Un “punto ciego” de la investigación

Hasta la fecha, la mayor parte de los estudios sobre biofotónica aplicada a la iluminación se han centrado en los efectos de los espectros azul y rojo. No es casualidad: la luz azul está íntimamente ligada a la regulación circadiana y la supresión de melatonina, mientras que la roja se asocia con procesos de relajación y aplicaciones terapéuticas. Sin embargo, el espectro amarillo-verde había quedado relegado a un segundo plano, fundamentalmente por limitaciones tecnológicas.

Los LEDs amarillo-verde tradicionales presentan una eficiencia significativamente menor que sus homólogos en azul o rojo. Para compensar, la industria ha recurrido masivamente al uso de fósforos: materiales que convierten la radiación de un LED azul o ultravioleta en longitudes de onda más largas. Pero este enfoque tiene desventajas conocidas:

• Espectros anchos y poco controlables.
• Pérdidas térmicas y de eficiencia cuántica.
• Degradación progresiva de la luminancia.
• Dificultades en la regulación espectral fina.

El resultado es que, pese a los avances en LEDs blancos basados en fósforo, las aplicaciones que requieren iluminación de alta calidad, estable y con espectros ajustables han encontrado limitaciones.

La propuesta: LEDs sin fósforo con espectro amarillo-verde rico

El equipo de científicos, dirigido por el profesor Jianqi Cai del Laboratorio de Protección de Salud Visual y Seguridad, el Instituto Nacional de Normalización de China y el profesor Guangxu Wang del Instituto Nacional de LED sobre Sustrato Si, Universidad de Nanchang, desarrollaron un dispositivo LED libre de fósforo, capaz de generar de manera directa un espectro rico en amarillo-verde. Este avance no solo elimina las limitaciones inherentes al uso de fósforos, sino que además permite regular con precisión la proporción espectral y explorar sus efectos biológicos de forma sistemática.

Para validar su propuesta, los investigadores diseñaron un experimento comparativo con tres tipos de lámparas:

• Una lámpara LED sin fósforo rica en amarillo-verde (prototipo desarrollado en el estudio).
• Una lámpara LED convencional (basada en fósforo).
• Una lámpara LED de espectro completo (comercializada como “saludable”).

Los resultados de este análisis multidimensional arrojan datos reveladores.

Impacto en la función ocular: menor carga funcional y mayor confort visual

Uno de los ejes más sólidos del estudio fue la evaluación de la salud visual bajo los tres tipos de iluminación, siguiendo la metodología de la norma GB/T 44441-2024 “Test for Visual Health Comfort of LED Lighting Products”. Para ello, se midieron parámetros como:

• Capacidad de acomodación ocular dinámica.
• Sensibilidad al contraste en distintas frecuencias espaciales.
• Calidad óptica del ojo mediante métricas objetivas.

La conclusión fue clara: la lámpara sin fósforo rica en amarillo-verde redujo la carga funcional ocular y mejoró el confort visual en comparación con las otras dos. Estas mejoras se cuantificaron utilizando el modelo Visual Comfort (VICO), que integra indicadores fisiológicos en una métrica única.

En la práctica, esto significa que los usuarios podrían experimentar menor fatiga ocular en tareas prolongadas, como lectura, trabajo con pantallas o actividades de precisión bajo esta iluminación.

Influencia en la corteza visual: mejor discriminación fina

El estudio también exploró la actividad cerebral en la corteza visual mediante análisis de conectividad funcional bajo las tres condiciones de iluminación. Los resultados mostraron que el espectro amarillo-verde:

• Refuerza la conectividad entre áreas clave de la corteza visual.
• Mejora procesos relacionados con la discriminación cromática, el reconocimiento de formas y el análisis de texturas.

Este hallazgo sugiere, por tanto, que el amarillo-verde puede desempeñar un papel diferencial en la percepción visual fina, hasta ahora infravalorado en el diseño de fuentes de luz.

Regulación circadiana: efectos medibles en la melatonina

Más allá de la visión, la investigación abordó los efectos no visuales de la luz, centrándose en la regulación hormonal circadiana. A través de la monitorización de los niveles de melatonina en saliva en distintos momentos del día, se demostró que la lámpara amarilla-verde:

• Moduló de forma diferente la secreción de melatonina frente a las otras lámparas.
• Favoreció una sincronización circadiana más estable.

Este punto es de especial relevancia en aplicaciones como la iluminación de oficinas, hospitales o entornos residenciales, donde el equilibrio entre alerta diurna y descanso nocturno resulta esencial para la salud a largo plazo.

«Este estudio desafía el paradigma actual de «espectro completo es igual a saludable» al revelar los mecanismos reguladores diferenciales de distintas características espectrales tanto en respuestas visuales como no visuales a través de investigaciones fotobiológicas multidimensionales. Hemos establecido un modelo preliminar de dosis-efecto que correlaciona los parámetros espectrales con los efectos biológicos, avanzando así en la tecnología de iluminación saludable desde la imitación empírica hasta la cuantificación científica», detallan los investigadores. 

Y añaden: «Esta tecnología LED sin fósforo rica en amarillo-verde podría aplicarse en varias áreas de iluminación orientadas a la salud, incluida la iluminación de aulas, iluminación residencial, entornos de oficinas y sistemas de iluminación médica. En el área de la tecnología de visualización, los efectos fotobiológicos del espectro amarillo-verde pueden contribuir al desarrollo de pantallas de próxima generación, proporcionando una vía técnica para lograr soluciones de visualización saludables que satisfagan simultáneamente los requisitos de una amplia gama de colores y la protección de la salud visual humana».

Puede acceder al paper completo de la investigación a través del siguiente enlace:

https://www.nature.com/articles/s41377-025-01896-w

Imagen de portada: Generada por IA