Che influenza ha la luce sugli esseri viventi? Può la luce essere progettata a misura d’uomo? Perché è necessario che un progetto di illuminazione sia redatto da un professionista? Cosa si intende per ritmo circadiano?
Fino a qualche tempo fa si riteneva che l’illuminazione dovesse soddisfare esclusivamente le esigenze di una visione ottimale, senza considerare che la luce incide in modo significativo su rendimento, umore, ritmo biologico e funzioni cognitive degli individui, facendoli sentire a proprio agio e contribuendo a farli vivere meglio.
Quando si parla di Human Centric Lighting (HCL) ci si riferisce proprio a questo, ovvero come ottimizzare l’influsso biologico ed emotivo della luce sulle persone mettendo l’essere umano al centro del progetto di illuminazione, personalizzando in maniera determinante le soluzioni illuminotecniche per contribuire al benessere di chi abita, lavora e frequenta determinati ambienti. L’ambito visivo, emotivo e biologico rappresentano le tre sfere influenzate dalla luce e dalla tipologia di illuminazione a cui i progettisti devono prestare attenzione.
Vedere, riuscire ad orientarsi e leggere con immediatezza i segnali luminosi (come le luci di emergenza) sono aspetti fondamentali da considerare in sede di progettazione dell’illuminazione ambientale, tanto che esistono normative e standard ben codificati.
L’aspetto biologico è da valutare con molta attenzione, poiché influenzando il ritmo circadiano è possibile favorire il raggiungimento di una produttività maggiore durante il giorno e migliorare il sonno durante la notte. Un progetto illuminotecnico ben realizzato evita di sottoporre gli individui a effetti biologici negativi derivanti da un’illuminazione non adeguata o addirittura nociva.
Affinché questo possa realizzarsi, occorre coordinare tutte le figure professionali coinvolte (architetto, ingegnere, light designer e system integrator) includendo anche la valutazione di materiali e prodotti utilizzati. La fase iniziale del progetto si sviluppa già con un approccio interdisciplinare. Quando è possibile, è molto importante fare uso della luce naturale, che dovrà poi essere integrata con la luce artificiale. Fondamentale è la transizione dinamica da uno scenario di illuminazione all’altro (mattina, giorno, sera, notte) legata anche al susseguirsi delle stagioni e al mutare delle condizioni meteo.
Ritmo circadiano: cos’e’
Il ritmo circadiano è un sistema complesso che regola i ritmi biologici di tutti gli esseri viventi in relazione all’ambiente. Variazioni dei parametri fisiologici come temperatura e pressione sanguigna nei mammiferi, la perdita delle foglie in autunno, la fioritura in primavera di alcune piante, o ancora l’alternanza tra sonno e veglia negli animali, sono eventi controllati da orologi interni in risposta ai cambiamenti ambientali dovuti in primo luogo dalla rotazione terrestre.
Riferito alle persone, il ritmo circadiano è tipicamente legato al loro orologio biologico e indica il ciclo sonno-veglia e le variazioni dei parametri fisici umani che si susseguono nell’arco di un giorno solare (24 ore).
Il ritmo circadiano dipende sia da elementi esterni come la rotazione terrestre – e di conseguenza l’alternarsi del giorno e della notte – sia da fattori interni all’individuo. Durante le 24 ore, le variazioni che coinvolgono il ritmo circadiano non sono relative esclusivamente al ciclo sonno-veglia, ma interessano anche altri elementi fondamentali dell’individuo: metabolismo, ormoni, pressione sanguigna e temperatura corporea – tra qualità del sonno e stato di salute di un individuo esiste una correlazione molto stretta: chi soffre di insonnia è soggetto a stati di stress, a causa di ormoni rilasciati durante la notte, con conseguente rischio di ipertensione arteriosa.
La luce regola il ritmo circadiano
La luce ha un ruolo determinante nel processo di regolazione dell’orologio biologico. Ogni fase sonno/veglia viene azzerata grazie alla presenza di luce per essere sincronizzata al ciclo giorno/notte. In pratica, la luce (solare o artificiale) trasmette un segnale al cervello che a sua volta induce la produzione di melatonina, definita l’ormone del sonno, caratterizzato da una produzione variabile nel corso del giorno, mentre il picco si verifica nelle ore notturne. La presenza di melatonina nel sangue induce rilassamento e sonno, la sua assenza invece aumenta vigilanza e attenzione.
L’esposizione alla luce al risveglio comporta la soppressione della melatonina e la produzione di cortisolo (che è l’ormone responsabile dello stress) determinando un aumento delle prestazioni, mentre esporsi alla luce nella prima metà della notte ritarda il ritmo circadiano, impedendo il rilassamento e il sonno, e l’esposizione nella seconda parte della notte anticipa il ciclo circadiano.
L’introduzione dell’illuminazione artificiale ha causato l’alterazione dell’alternanza luce-buio naturali: viviamo la maggior parte delle nostre giornate in ambienti interni (scuola, ufficio, stabilimento) dove si recepiscono stimoli luminosi insufficienti se non addirittura inadeguati: luoghi in cui a volte non ci accorgiamo di che tempo fa fuori o di che ore sono. Persino durante le ore notturne siamo sollecitati da schermi tv e cellulari, oltre che dall’illuminazione classica. Questo è un elemento negativo per quanto riguarda la regolazione dei nostri ritmi biologici. I disturbi più frequenti legati a una cattiva qualità dell’illuminazione vanno dal bruciore agli occhi, lacrimazione, secchezza degli occhi, stanchezza alla lettura, problemi di visione (annebbiata o sdoppiata), fotosensibilità pronunciata, mal di testa fino ai disturbi del sonno. Se poi parliamo di alterazione del ritmo circadiano, i disturbi possono essere di carattere cardiovascolare, disturbi metabolici o gastrointestinali, problemi psicologici legati a stress, ansia, depressione, aumento del rischio di cancro.
Ecco perché è fondamentale la luce corretta – e differenziata – nei vari ambienti, a seconda delle attività che vi si svolgono. Gli aspetti tecnici da prendere in considerazione per implementare correttamente un progetto illuminotecnico sono l’illuminazione intelligente (che si serve di sensori e sistemi di controllo) il tunable white (ovvero la variazione di intensità e temperatura colore) e la personalizzazione, basata sulle esigenze dei singoli individui e sulla destinazione d’uso degli ambienti.
SCUOLE
L’ideale sarebbe utilizzare il più possibile la luce naturale integrandola al bisogno con l’illuminazione a LED che imiti il più possibile quella naturale. Fondamentale in sede di progettazione considerare l’orientamento dell’edificio e la posizione geografica. Il corretto livello di illuminazione nelle prime ore del mattino aiuta gli studenti a svegliarsi e riattivarsi e un ambiente luminoso aumenta il livello di attenzione e di concentrazione durante le lezioni. Intensità e temperature di colore elevate migliorano durata e qualità del sonno, e un miglior sonno si traduce in un miglior apprendimento.
AMBIENTI DI LAVORO
Livelli di illuminamento troppo basso impediscono al nostro orologio circadiano di rimanere sincronizzato. Se consideriamo che il livello di illuminamento all’esterno, in condizioni di sole, è pari a 80.000-90.000 lux, e, in condizioni di ombra, a 5000-9000 lux, mentre all’interno di un ufficio, l’illuminamento sul piano di lavoro è intorno ai 500-1000 lux… ci accorgiamo di quanto sia fondamentale un’attenzione particolare nel progettare l’illuminazione per raggiungere un reale miglioramento della qualità della vita dei lavoratori.
Gli obiettivi prefissati, nella progettazione dell’illuminazione per ambienti di lavoro, sono:
– il supporto delle prestazioni richieste in base all’attività svolta;
– favorire la visione, la concentrazione e lavoro al computer
– facilitare l’interazione tra le persone
– rendere sicuro un luogo di lavoro
– diffondere umore positivo
– assicurare flessibilità e ottimizzazione a portata di tutti
– evitare malessere e disagio
– assicurare l’armonizzazione con i diversi momenti della giornata, le condizioni atmosferiche e le stagioni.
CONDIZIONI PARTICOLARI
È necessario ben più di un occhio di riguardo nel progettare l’illuminazione in ambienti atipici, pensiamo a quei lavoratori che fanno turni in fabbrica di notte o ai piloti d’aereo ed equipaggi impegnati su rotte intercontinentali. Studi e ricerche confermano che l’illuminazione in volo può contribuire ad alleviare il jet lag e la forte stanchezza causata dai lunghi viaggi in aereo, a vantaggio anche dei passeggeri, ragion per cui l’illuminazione a bordo viene progettata attualmente facendo riferimento a combinazioni specifiche di spettri cromatici di luce rossa e blu che stimolano/sopprimono la produzione di melatonina, regolano il ritmo sonno-veglia, aiutando a sincronizzare i bioritmi con la destinazione e abbattendo gli effetti del jet lag.
CONCLUSIONI
Un progetto illuminotecnico corretto è la base per ottenere una qualità elevata dell’illuminazione. Gli obiettivi del progettista devono essere: realizzare condizioni visive ottimali, senza abbagliamento né flickering, utilizzare il più possibile luce naturale con sistemi adeguati di schermatura quando necessario, realizzare ambienti gradevoli in cui gli individui tendono a rimanere, migliorare benessere, prestazioni e produttività, proteggere la salute.
