¿Puede la espectrofotometría sustituir a los coloristas?

Cada año aparecen nuevos modelos de coches en el mercado, y con ellos nuevos colores. Los diseñadores de automóviles tienen algo en común con los diseñadores de moda – todos quieren sorprender al cliente con algo nuevo y diferente. Nuevas formas, un motor mejor o quizá un color único con efectos especiales. Y ahí es donde empiezan los problemas. A menudo es difícil igualar los colores debido a los distintos efectos aplicados y a las diferencias de tonalidad según el ángulo de la luz. Para facilitar la igualación de los colores, las empresas automovilísticas utilizan cada vez más espectrofotómetros, dispositivos para medir el color.

Colorimetría.

¿Qué es exactamente el color?

La palabra “color” aparece en el uso diario, pero en realidad se puede entender de muchas maneras. Para los químicos, es una expresión de pigmentos, tintes y otras sustancias similares. Los físicos, por su parte, definen el color como una medida de sus propiedades ópticas. Para un colorista, la palabra significa simplemente lo que ve cuando las ondas del espectro visible de radiación electromagnética llegan al ojo. El ojo humano contiene fotorreceptores, células formadas por proteínas sensibles a la luz llamadas opsinas que absorben ondas luminosas de distintas longitudes. A continuación, el cerebro recibe y procesa la información enviada por estas células, transformándola en una imagen tridimensional. Hay tres tipos de fotorreceptores en el ojo que permiten al cerebro diferenciar tres colores básicos: rojo, verde y azul.

¿Cómo vemos los colores?

Somos capaces de “ver” un color determinado por medio de impulsos que estimulan los diferentes tipos de fotorreceptores de diferentes maneras. Una situación especial se da en el caso del blanco y negro. Vemos blanco si las ondas luminosas que llegan al ojo estimulan todos los fotorreceptores con la misma intensidad. El negro se ve si ninguno de estos fotorreceptores es estimulado. 
 

Figura 1. Absorción de luz de diferentes longitudes de onda por los fotorreceptores      

Se ha demostrado que las mujeres ven mejor los colores que los hombres. Este hecho resulta del posicionamiento de los genes responsables de ver los colores. Los genes responsables de la percepción del rojo y el verde están situados muy cerca unos de otros en el cromosoma X. Como probablemente sepa, los hombres sólo tienen uno de estos cromosomas. Cualquier daño en este gen provoca la incapacidad de percibir correctamente los colores. No existe la posibilidad de que un segundo cromosoma X corrija este defecto, como en el caso de las mujeres. Además, algunas mujeres presentan mutaciones que provocan la aparición de cuatro tipos de fotorreceptores en el ojo en lugar de tres, lo que les confiere una sensibilidad aún mayor a los colores. Esta característica no se limita únicamente a los seres humanos; la mayoría de los monos macho sólo pueden ver dicromáticamente, o en dos colores – sólo tienen un cromosoma X que genera un único tipo de opsina. Las hembras, en cambio, tienen dos cromosomas X y pueden heredar genes ligeramente distintos que generan opsinas diferentes, lo que les permite ver tricromáticamente, o en tres colores.

La mayoría de los monos macho sólo pueden ver dicromáticamente, o en dos colores.

¿Cómo diferencia los colores un espectrofotómetro?

Cada vez más, los espectrofotómetros se utilizan para evaluar y diferenciar entre colores. Cómo es posible que se pueda hacer que un aparato eléctrico vea los colores ya que no tiene células fotosensibles ni cromosomas?
 

Figura 2. Reflexión de la luz por copos metálicos
Un componente esencial de la construcción de un espectrofotómetro es su fuente de luz, normalmente un diodo LED. Los haces de luz formados por el diodo inciden sobre una muestra en un ángulo definido y, a continuación, se desvían hacia una serie de sensores. A lo largo de cada segmento de longitud de onda se realiza un análisis espectrofotométrico de alta precisión, y el resultado se presenta como una serie de números que describen el espectro de luz visible. En el mercado existen espectrofotómetros con distintos tipos de geometría de medición. El resultado de la medición depende de las condiciones de iluminación, del ángulo de observación y del ángulo de incidencia de la luz sobre la muestra. Para determinar correctamente el color, es necesario utilizar al menos tres ángulos de medición. Existen espectrofotómetros con 6, e incluso 12 ángulos de medición, y a veces están equipados con cámaras.

Casi el 80% de los colores utilizados en las pinturas de automoción tienen efectos especiales, que producen un aspecto diferente dependiendo del ángulo en el que la luz incide sobre ellos.

Los espectrofotómetros pueden ser de cualquier tipo.

Figura 3. Medición multiángulo con un espectrofotómetro