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¿Qué es el color de las cosas y cómo funcionan los colorantes?

Todo lo que vemos es una parte de la luz que incide sobre los objetos: la parte reflejada.

La radiación es una forma de transmisión de la energía que no necesita un medio material para producirse. Es la energía que viene del Sol, la de las ondas de radio, la de los mandos a distancia, etc.

Estas radiaciones se transmiten mediante ondas electromagnéticas y, la única diferencia entre los rayos infrarrojos de los mandos a distancia, las ondas de FM, los rayos ultravioleta o la luz visible es la frecuencia o nº de oscilaciones por segundo, también llamados Hercios (Hz), de las mencionadas ondas.

Así, tenemos ondas desde unos pocos cientos de hercios (ondas de radio) hasta ondas del orden de 1020 Hz: millones de billones de hercios (rayos gamma) generadas en las estrellas y en reacciones nucleares.

Desde el espacio llegan ondas electromagnéticas de toda la gama de frecuencias antedicha. El Sol también emite en toda la gama pero lo hace preferentemente entre 400 y 900 billones de hercios. El organismo humano se ha adaptado a este medio de modo que es capaz de detectar, con el sentido de la vista, ese rango de frecuencias preferente. A las ondas de ese rango las hemos denominado luz. Y no sólo eso, además distinguimos entre unas frecuencias y otras dentro de ese rango porque las  percibimos como colores diferentes: desde los tonos rojos de luz alrededor de 400 billones de hercios hasta los violetas de 900 billones pasando por toda la gama: naranja, amarillo, verdes, azules, etc.

La estructura del órgano visual humano incluye unas células, denominadas conos, situadas en la retina. Hay tres tipos de conos: los sensibles preferentemente al rojo, al verde y al azul. Por ese motivo, a esos tres colores se los denomina “colores luz primarios”. La mezcla de luces de colores se denomina mezcla aditiva. Mezclando esos colores dos a dos se obtienen los colores secundarios. La suma de los tres produce la luz blanca.

Diagrama 1. Mezcla aditiva

Un detalle importante a tener en cuenta es que cada color se puede obtener bien con ondas de la frecuencia exacta correspondiente a ese color (luz monocromática), bien con una mezcla de ondas de diferentes frecuencias que produzcan el mismo efecto en las células receptoras y, en definitiva, en el cerebro.

Así, el rojo primario se puede conseguir con luz de frecuencia 4,3·1014 Hz o con una mezcla aditiva de ondas, por ejemplo, entre 4·1014 y 5·1014 Hz, que produzcan el mismo efecto en nuestro organismo. La mayoría de los colores que vemos son mezclas aditivas.

La mezcla binaria de colores luz primarios produce:

  • rojo + verde  = amarillo

  • rojo + azul    = magenta

  • verde + azul  = cyan

La luz natural (solar) es un caso particular de luz blanca. Cuando dejamos que penetre luz natural a una habitación, todos los objetos están expuestos a la misma clase de luz, sin embargo, cada objeto refleja tan sólo una parte de la luz que le llega y, además, lo hace con preferencias respecto de las frecuencias, o sea, hay frecuencias que refleja y otras que no. Las frecuencias no reflejadas son absorbidas por los átomos y moléculas de los objetos de modo que ganan energía de vibración, de ahí que los objetos se calienten al ser iluminados.

Entonces, ¿qué pasa cuando hay frecuencias de esa mezcla “blanca” que no son reflejadas? Pues que los objetos ya no reflejan luz blanca. Reflejan “luz de color” y, como cada cosa refleja un color diferente, somos capaces de distinguir unas de otras, los contornos y las formas, lo cual es bastante práctico.

Los colorantes son moléculas de cierta complejidad capaces de absorber en las frecuencias visibles. La luz que reflejan los objetos coloreados es la mezcla aditiva de los colores no absorbidos. Se dice que el colorante sustrae (absorbe) determinadas frecuencias de la luz que le llega.

Por ejemplo, si a un objeto coloreado le llega luz blanca (mezcla de rojo, verde y azul: ver Diagrama_1) y el colorante absorbe la parte azul, lo que refleja será mezcla de rojo y verde: amarillo. Tendremos pues un colorante amarillo.

Si un colorante absorbe azul y verde, reflejará rojo; tendremos pues un colorante rojo. Si un colorante absorbe rojo, verde y azul, no refleja prácticamente nada; tendremos un colorante negro. (ver Diagrama_2)

Diagrama 2. Absorción de color

Los colores obtenidos con colorantes (por sustracción o absorción de parte de la luz) se denominan colores pigmento. Los colorantes que sólo absorben un color luz primario producen lo que se denomina un “color pigmento primario”. Tenemos tres:

  • amarillo:   sólo absorbe azul (produce mezcla aditiva de rojo y verde)

  • magenta:  sólo absorbe verde (produce mezcla aditiva de rojo y azul)

  • cyan:       sólo absorbe rojo (procuce mezcla aditiva de verde y azul)

Podemos mezclar colorantes para obtener nuevos colores. El amarillo es un colorante que absorbe azul y el cyan es un colorante que absorbe rojo. La mezcla genera una sustancia que absorbe azul y rojo: un colorante verde.

La mezcla de colores pigmento primarios produce los colores luz primarios, tal y como se refleja en el Diagrama_3.

 

Diagrama 3. Mezcla sustractiva

Obsérvese que mezclando amarillo y magenta se sustrae azul y verde respectivamente, obteniéndose un colorante rojo; mezclando magenta y cyan se sustrae verde y rojo obteniéndose azul.

La mezcla amarillo, magenta y cyan sustrae azul, verde y rojo, o sea, absorbe en todo el rango visible y produce negro (en realidad se obtienen diferentes grises).

Hay disponible una web interactiva en la que se pueden hacer mezclas aditivas (recuadro superior de la página donde indica "Mezclas de luz") y mezclas sustractivas (recuadro inferior donde indica "Mezclas de pintura"). La intensidad de cada uno de los primarios se regula entre valores desde 0 hasta 255. También permite ajustar el porcentaje de cada color en la mezcla. [enlace a la web].

Por tanto, cada vez que añadimos un colorante a una mezcla estamos sustrayendo más colores a la luz. Ese es el motivo por el cual la mezcla de colorantes se denomina mezcla sustractiva. Próximamente publicaremos un artículo con un ejemplo práctico de mezcla de tintes aplicados a tejido de poliéster.

Salvador J. Ros Turégano

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