En los últimos años, el campo de la iluminación ha experimentado un notable avance, particularmente en la investigación básica y aplicada de los efectos no visuales de la luz. A pesar de estos progresos, el diseño de iluminación para ocupantes en entornos aislados, confinados y cerrados, donde se permanece durante largos períodos, aún requiere una evolución significativa.
Una nueva investigación, cuyos resultado fueron publicados en la prestigiosa revista científica ScienceDirect, ha querido llenar este vació y se propuso evaluar cómo una intervención lumínica tres horas antes del sueño afecta los niveles de melatonina, la alerta y el sueño en un ambiente cerrado, empleando a 24 participantes en condiciones controladas de iluminación.
Los resultados mostraron que, mientras que las condiciones de iluminación tuvieron casi poco impacto en los indicadores de la mañana, tuvieron un impacto significativo en la melatonina, la alerta objetiva y el sueño nocturno.
Sueño, luz y espacios cerrados
El sueño es fundamental para recuperar energías, mejorar la alerta y conservar una buena memoria y función cognitiva. En entornos cerrados, como submarinos o estaciones espaciales, donde predomina la iluminación artificial, la luz puede alterar el ritmo circadiano y afectar negativamente el sueño y la alerta, llevando a problemas de fatiga y cognitivos.
Mantener un alto nivel de alerta, mejorar la calidad del sueño y reducir la inercia del sueño al despertar son aspectos cruciales para la tripulación en estas cabinas cerradas. Tradicionalmente, la investigación sobre iluminación en estos entornos se ha centrado en el impacto de parámetros como el brillo, la iluminancia y la temperatura de color en la ergonomía visual. Estos parámetros se ajustan para sincronizar los relojes biológicos de la tripulación con el ciclo día/noche terrestre, facilitando el cumplimiento de las misiones. Un ejemplo de esto es la asignación de horarios de sueño en la estación espacial china, donde la tripulación duerme de 10:00 p.m. a 6:00 a.m.
Las propiedades de la luz, incluyendo la intensidad luminosa y la temperatura de color, juegan un papel significativo en la regulación de los ritmos circadianos y la calidad del sueño. La Comisión Internacional de la Iluminación recomienda el uso de la iluminancia equivalente melanópica de luz diurna (m-EDI) para evaluar estos efectos no visuales, esenciales para el bienestar y la eficiencia de las tripulaciones en misiones prolongadas.
Este estudio involucró a 24 participantes sanos, expuestos a cuatro diferentes condiciones de iluminación m-EDI (10, 20, 40 y 200 lux) durante tres horas antes de dormir en un ambiente que simula una cabina cerrada. Se evaluaron los efectos de estas condiciones sobre los niveles de melatonina, la alerta objetiva y subjetiva, y la eficiencia del sueño, con el objetivo de optimizar el diseño de iluminación en estos entornos críticos.
Resultados obtenidos
Los resultados indicaron que las condiciones de iluminación influyeron significativamente en la melatonina y la alerta nocturna. La iluminación de 20 lux mostró una supresión de melatonina notablemente más alta durante la noche, mientras que la de 40 lux incrementó significativamente el tiempo total de sueño en comparación con la condición de 10 lux. Por otro lado, la configuración de 200 lux con alta m-EDI destacó por una mayor eficiencia del sueño y una alerta objetiva sostenida durante la noche, aunque la alerta subjetiva fue significativamente menor en comparación con las otras tres condiciones de iluminación. Además, esta condición produjo una mayor supresión de melatonina que la de 40 lux y provocó un retraso en la fase del ritmo circadiano.
El estudio sugiere la existencia de dos umbrales potenciales en la intervención lumínica nocturna: uno entre 20 y 40 lux m-EDI que influye en el efecto acumulativo en la supresión de melatonina, y otro entre 40 y 200 lux m-EDI que contribuye al retraso de la fase del ritmo circadiano.
El estudio revela, por tanto, que el entorno lumínico antes del sueño puede tener efectos profundos y diferenciados en la secreción de melatonina y los patrones de sueño y alerta. Una mayor exposición a la iluminación m-EDI mejora la supresión de la melatonina, mejora la eficiencia del sueño y es beneficiosa para mantener una alta alerta objetiva (rendimiento cognitivo) por la noche, pero también puede conducir a la interrupción de los ritmos circadianos y a la reducción del estado de alerta subjetiva (mejorar la tendencia del sueño). Todos estos resultados podrían utilizarse para optimizar las condiciones de iluminación en entornos cerrados, mejorando así la salud y el bienestar de los ocupantes.
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Imágenes: Freepik-Unsplash. Imágenes procedentes de banco de recursos que no pertenecen a la investigación.
