A la noche, entorne las ventanas, abra la puerta del dormitorio, salga enseguida del living y váyase a dormir, pero no duerma demasiado. En respuesta al exceso de luminosidad o de dióxido de carbono (CO2) y a los horarios de sueño irregulares, recomendaciones de este tipo pueden llegar a volverse habituales en viviendas, comedores, salas de reuniones, estaciones de tren, vestíbulos de edificios y otros espacios públicos cerrados, como ya se hace con las mediciones de ozono y polución atmosférica en los relojes de la vía pública.
Esta es la meta de un grupo de arquitectos, ingenieros y físicos de la Universidad Federal de Espírito Santo (Ufes), en Brasil, que desarrollaron un monitor de ambientes internos. Descrito en un artículo publicado en enero en la revista Internet of Things, el dispositivo analiza la calidad del aire y la luminosidad y será capaz de generar instrucciones individuales y emitir avisos generales, o podrá utilizárselo en la gestión del bienestar de estudiantes, docentes y otros profesionales. El prototipo que está siendo sometido a prueba, que va por su tercera versión, es un disco blanco de 15 centímetros de diámetro. La cuarta versión, en etapa de construcción, es hexagonal; todos similares a relojes de pared sin agujas.
Sin similares conocidos, el dispositivo de la Ufes reúne aparatos que normalmente funcionan por separado: sensores de intensidad de cada franja de la luz, de humedad, de temperatura y de CO2. También cuenta con un sistema de comunicación por bluetooth, que registra datos sobre el sueño y la actividad física de las personas registradas en relojes inteligentes, que se conocen como smartwatches. El monitor recoge, almacena y transmite grandes conjuntos de datos que se analizan en forma remota, generando indicaciones sobre posibles ajustes que han de realizarse en el ambiente o en la conducta de los usuarios de los relojes inteligentes (véase la infografía abajo).
“El hecho de poder reunir toda esta información en un solo dispositivo constituye un gran avance”, comenta el educador físico Marco Túlio de Mello, de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG) especialista en medicina del sueño (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 252), quien no participó en la investigación. “Para las personas con dificultades respiratorias es fundamental conocer los niveles de oxígeno y dióxido de carbono presentes en un ambiente, tan importante como conocer la temperatura para quienes tienen problemas de termorregulación, como es el caso de los individuos que han sufrido lesiones en la médula espinal. El paso siguiente sería añadirle una forma de comunicar esta información sobre el ambiente para mejorar el bienestar de las personas”.
Sin salir de su despacho en Vitória, la capital del estado brasileño de Espírito Santo, la arquitecta Daniela Marins, pasante de posdoctorado en la Ufes y responsable del desarrollo del prototipo, recibió y analizó la información recolectada durante las dos pruebas de campo, ambas realizadas en noviembre de 2020 y enero de 2023 en la estación brasileña de investigación científica en la Antártida y en la Escuela de Cadetes de Marina de Espírito Santo (Eames), en la capital de este estado.
En el primer test, luego de haber respondido cuestionarios sobre sus hábitos de sueño, 51 militares e investigadores utilizaron relojes inteligentes, que descargaban la información acumulada cada vez que pasaban cerca de los tres monitores instalados en las paredes de los espacios internos de la estación.
“Las ventanas de los laboratorios y dormitorios de la estación son muy estrechas, pero las de la sala principal son bien amplias y en verano reciben mucha luz natural”, dice Marins, basándose en la información recabada por los monitores y transmitida a los responsables de la estación. “La sala podría aprovecharse mejor, no solo para las comidas, sino también como espacio de convivencia y para realizar reuniones.”
En la Antártida, dormir bien es un privilegio. Debido a la inclinación del eje del planeta, entre noviembre y febrero, durante el verano en el hemisferio sur, el sol no se pone nunca prácticamente y la luminosidad es intensa, lo que dificulta el sueño. En invierno, por el contrario, reina la oscuridad durante casi toda la estación, lo que ayuda a conciliar el sueño, pero también lo desregula.
“Cuando estamos en la Antártida, perdemos nuestra referencia principal que es el Sol, la noción del tiempo y la hora de dormir y despertar. Cuando nos damos cuenta es de noche, pero debido a la luminosidad, creemos que aún es de día”, comenta Thiago Mendes, educador físico de la Universidad Federal de Bahía (UFBA). Él estuvo allí en 2020, como miembro del proyecto de investigación científica Mediantar, que forma parte del Programa Antártico Brasileño (Proantar) y evalúa los efectos de las condiciones ambientales extremas sobre la salud física y mental. El investigador supervisó la recolección de datos del monitor situado en Espírito Santo, que inicialmente se enviaban a la Ufes a través de la red de internet 4G. En su próximo viaje, previsto para el mes de octubre, piensa llevar los nuevos prototipos que se están construyendo para ampliar las mediciones.
En los ambientes urbanos, lejos del extremo sur de la Tierra, el exceso de luminosidad artificial puede igualmente perjudicar el sueño. Según el médico Sérgio Tufik, coordinador del Instituto del Sueño de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), quien tampoco participó en la investigación, la mayor exposición a las luces durante la noche y una menor exposición a la luz natural durante el día, común en las ciudades, desregula los niveles melatonina, hormona cuya producción se intensifica en ausencia de luz, y altera los procesos fisiológicos y conductuales, incluyendo el estado de ánimo (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 313). En un artículo publicado en enero de este año en la revista Diagnostics, investigadores de la Universidad Médica Tyumen, en Rusia, observaron que el humor y el comportamiento de los ancianos mejoraban tras introducir ajustes en la iluminación ambiental.
En la Eames de Vitória, a pedido de los investigadores, 37 militares y docentes utilizaron relojes inteligentes conectados vía bluetooth a otros tres prototipos del monitor. Los registros indicaron que dormían poco y mal en tres situaciones: en marzo y diciembre, que marcan el comienzo y el final del período lectivo, y durante los fines de semana, cuando abandonan el régimen de internado y salen a divertirse en la ciudad rompiendo su patrón de sueño y durmiendo más de lo habitual, lo que no es recomendable.
En el edificio de la Eames, el problema, concluyeron los investigadores, era la luz tenue. Como la construcción es una fortaleza antigua adaptada para funcionar como escuela, las paredes son gruesas y las ventanas pequeñas, lo que dificulta el ingreso de luz natural. “Las ventanas pequeñas constituyen una forma de economizar materiales de construcción y facilitar el aislamiento térmico”, dice Marins. “La solución para equilibrar luminosidad y temperatura consistiría en rediseñar las ventanas, utilizando materiales más transparentes o reflectantes de la luz.”
En las escuelas, a veces el problema es el exceso de luz, que reduce la concentración y entorpece el aprendizaje. Las leyes brasileñas estipulan un rango medio de 300 lux ‒la unidad de medida de la iluminancia o nivel de iluminación (una lámpara incandescente de 100 vatios equivale a 1.500 lux)‒ para las aulas, pero un grupo de investigadores de la Universidad Federal de Paraíba (UFPB) midió más de 2.000 lux en seis aulas de tres escuelas municipales del estado. Los resultados, detallados en un artículo publicado en noviembre en la revista PARC – Pesquisa em Arquitetura e Construção, corroboraron las quejas de los 95 alumnos entrevistados sobre la luminosidad extrema. “La intensidad de la luz natural no debe soslayarse”, subraya Marins.
“El enfoque del grupo de la Ufes puede ser de especial importancia para la calidad de vida de los trabajadores, estudiantes o investigadores en lugares inhóspitos”, comenta el ingeniero electrónico Antonio Mauricio Ferreira Leite Miranda de Sá, del Instituto Alberto Luiz Coimbra de Posgrado e Investigación en Ingeniería de la Universidad Federal de Río de Janeiro (Coppe-UFRJ), quien trabaja en esta área y no participó en la investigación.
Al estudiar la configuración del dispositivo, descrita en el artículo en Internet of Things, él imagina otras aplicaciones: “También podría utilizarse, por ejemplo, para registrar o advertir sobre fugas de gas en viviendas y edificios, o bien sobre conductas atípicas, como períodos de inmovilidad durante varias horas seguidas al día, especialmente de personas que viven solas”, sugiere.
Este artículo salió publicado con el título “Sensores del bienestar” en la edición impresa n° 351 de mayo de 2025.
Artículos científicos
COSTA, T. G. dos S. et al. Illuminance, contrast and percepcion of lighting in schools in a tropical climate. PARC – Pesquisa em Arquitetura e Construção. v. 15, e024019. 23 nov. 2024.
LOPES, L. da C. et al. Associations between real-life light exposure patterns and sleep behaviour in adolescentes. Journal of Sleep Research. e14315. 10 sep. 2024.
MARINS, D. P. A. et al. Low-cost chronobiological monitoring: A tested IoT-enabled diagnostic tool in tropical and Antarctic environments. Internet of Things. v. 29, 101475. ene. 2025.
WAHL, S. et al. The inner clock — Blue light sets the human rhythm. Journal of Biophotonics. v. 12, n. 12, e201900102. dic. 2019.
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