Significato biologico della luce
Nel corso dell’evoluzione dell’uomo, la sua genetica si
è adattata alle condizioni astronomiche e ha definito i
processi interni sulla base del ritmo giorno-notte.
Di conseguenza, durante la notte l’uomo è stanco e meno
pronto a lavorare e il suo corpo è pronto per il sonno
ristoratore. Di mattina, con il risveglio, aumenta di molto
la sua capacità di lavorare raggiungendo il picco tra le
ore 10 e le ore 12. Il primo pomeriggio è caratterizzato da
una crisi energetica, che viene poi seguita sa un secondo
aumento dell’efficienza nel tardo pomeriggio. Nelle ore
serali, il corpo torna in pausa e si prepara nuovamente
al sonno.
L’orologio biologico dell’uomo tuttavia non segue con
precisione la lunghezza del relativo ritmo giorno-notte,
ma deve costantemente sincronizzarsi con l’ambiente.
Questa esigenza è legata, tra l’altro, ai diversi fattori
genetici dell’uomo (ogni uomo ha un proprio orologio
biologico) e alla lunghezza variabile di giorno e notte,
nel corso delle stagioni. Questi processi sono controllati
da percezioni non visive della luce e sono studiati dalla
cronobiologia; in questo caso si parla anche dell’effetto
melanopico della luce.
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Solo nel 2002 sono stati scoperti, oltre ai noti fotorecettori
(coni per la visione a colori, bastoncelli per la visione
crepuscolare) anche gangliociti fotosensibili nella retina
dell’uomo.
Essi servono per la percezione non visiva, mostrano
un’elevata sensibilità alla luce blu e controllano ad esempio
anche il riflesso pupillare. Nell’ipotalamo del cervello si
utilizzano gli stimoli luminosi rilevati per la regolazione
dell’orologio interno.
In questo modo, la percezione non visiva della luce inibisce
la distribuzione dell’ormone melatonina, che di norma
rende l’uomo stanco e introduce la fase del sonno.
Si ritiene che l’elevata sensibilità al blu del processo
esprima un forte orientamento alla luce diurna.
Un’esposizione troppo ridotta alla luce corrispondente
durante il giorno disturba la sincronizzazione ormonale
dell’orologio interno e può comportare disturbi del sonno,
ridotta prontezza al lavoro e oscillazioni dell’umore.
Questo fenomeno si verifica, a latitudini settentrionali e
intermedie, perlopiù in inverno, e può comportare fenomeni
depressivi. Con un’illuminazione circadiana adattata alle
esigenze dell’orologio interno è possibile ovviare a questo
problema. Gli obiettivi di un tale sistema sono la creazione
del benessere e una simulazione il più possibile ottimale
delle condizioni di luce diurna naturale. In questo caso,
nelle fasi di maggiore prontezza al lavoro, si utilizza la luce
con una percentuale di blu crono-biologicamente molto
efficace, mentre nelle fasi di riposo serali la prontezza
al lavoro è regolata attraverso ridotte percentuali di blu
e relativo aumento di quelle di rosso: in questo modo
si supporta l’introduzione della fase del sonno. Nella
pratica, una simile illuminazione è normalmente realizzata
attraverso apparecchi con temperatura di colore variabile.
2.03 Informazioni sul tema luce e illuminazione · Importanza biologica della luce
Per numerosi esseri viventi, la percezione sensoriale
della luce, è la performance principale dei sensi. L’uomo
non fa eccezione, egli è letteralmente un “animale
oculare”. L’apparato visivo dell’uomo è in proporzione
molto sviluppato ed è da considerarsi un organo di
senso primario. Per quasi tutte le attività, l’uomo ha
bisogno di una quantità sufficiente di luce.
In sua assenza, manca la percezione sensoriale
primaria e diventa difficile orientarci, muoverci e
lavorare. Per questo motivo, il lavoro essenziale
dell’uomo è stato per molti anni vincolato dalla
luce diurna.
Solo con l’invenzione di fonti luminose artificiali (trucioli
di legno, fiaccole, lampade ad olio), le prestazioni
lavorative dell’uomo, sono aumentate rendendolo
in grado di lavorare anche durante le ore buie del
crepuscolo e della notte. L’uomo è stato pertanto in
grado di realizzare enormi progressi nella cultura,
nella scienza e nella tecnica.
Spettro della luce diurna
400
450
500
550
600
650
700
750
Lunghezza d’onda [ nm ]
Una delle attività principali dell’illuminazione con luce
artificiale, consiste nella creazione e nel mantenimento
di condizioni di luminosità ottimali. A partire dalle facoltà
dell’apparato visivo umano, occorre pertanto definire
un’esigenza di visibilità e soddisfarla in maniera ottimale
con i mezzi dell’illuminotecnica. Oltre alla pura esigenza
di visibilità, occorre osservare anche altri aspetti
quali comfort e benessere. È ad esempio necessario
tenere in considerazione la capacità di adattamento
dell’occhio. Ciò può avvenire in forma di condizioni
costanti di contrasto all’interno della situazione di
illuminazione. Anche le condizioni della luce artificiale
ricoprono un ruolo importante.
Se l’esigenza di visibilità è collegata alla valutazione
dei colori, la composizione spettrale della luce artificiale
deve possibilmente corrispondere a quella della luce
solare. Inoltre, la composizione della luce influisce
direttamente anche sull’orologio biologico dell’uomo
e di conseguenza anche sulla sua capacità di lavorare
e sul suo benessere.
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