A iluminação centrada no homem, um conceito de iluminação que simula o trajecto da luz natural, tem um grande potencial para escolas.
No decurso da evolução humana, o ritmo biológico dos seres vivos adaptou-se ao curso natural dos dias e das noites, com o relógio interno e, portanto, com os ciclos de sono-vigília a serem controlados significativamente pela luz do dia. Se as pessoas passam o tempo ao ar livre, as mudanças na luz natural darão a luz exacta que o seu corpo necessita: luz branca fria e brilhante com um componente azul alto pela manhã e durante o dia, e luz menos brilhante, branco quente avermelhado sem componentes azuis à noite.
O problema é que, na nossa sociedade industrial moderna baseada em serviços, a maioria das pessoas gasta cerca de 90% do seu dia em espaços fechados sob luz artificial. Isso já se aplica aos jovens que, durante toda a sua educação - da escola, formação profissional à universidade - passam muito tempo do seu dia em salas de aula e auditórios mal iluminados.
O quanto as mudanças na luz, ocorridas entre o dia e a noite, influenciam o que é conhecido como ritmo circadiano, que é na realidade totalmente orientado pela vida ao ar livre, as pessoas só notam após um voo de longa distância, ou claramente duas vezes por ano - quando os relógios mudam do horário de Verão e do horário padrão e muitos se sentem desconfortáveis, experimentando efeitos semelhantes a um mini jet lag. Uma pesquisa da União Europeia sobre se a mudança de horário deve ser descartada criou uma clara maioria em 2018 por um período uniforme ao longo de todo o ano.
Aprender com a luz do sol
Um conceito de iluminação orientada para humanos, aplicado aos edifícios – e conhecido como iluminação centrada no humano (HCL) - utiliza sistemas de iluminação LED inteligentes controláveis para simular as características da luz natural do dia. Uma abordagem chave da HCL é usar o máximo possível a luz natural, complementando-a com luz artificial que simula as mudanças na luz natural e ilumina os lugares onde ela está a faltar.
No entanto, medidas arquitectónicas isoladas não são geralmente suficientes para fornecer uma boa iluminação em escolas, universidades e outras instituições educativas, de acordo com os princípios da HCL. Afinal de contas, muita luz solar directa causa frequentemente problemas térmicos. Eliminá-los é caro e consome muita energia. E no que diz respeito à iluminação, há efeitos de brilho extremamente irritantes quando se trabalha, por exemplo, com um computador. Assim, uma boa solução de HCL tentará sempre obter o melhor equilíbrio possível entre luz natural e luz artificial, levando em conta o efeito da iluminação biológica.
Para conseguir isso, numa solução inteligente de HCL, a luz artificial precisa adaptar-se automaticamente às mudanças que ocorrem na luz natural em termos de cor, brilho e distribuição espacial da luz. Aqui, grandes luzes de tecto têm o maior efeito de activação biológica, imitando o céu azul iluminado pelo sol. É importante notar que as pessoas são especialmente receptivas aos efeitos biológicos da luz nas duas primeiras horas após acordar e pelo menos duas horas antes de dormir. Portanto, do início do dia, até à hora do almoço e após a pausa para o almoço, deve ser usada luz branca fria e brilhante com um elevado componente azul - por outras palavras, aproximadamente 6.500 kelvin a uma iluminação de 300 lux ao olhar. A luz indirecta, que inclui tanto tectos como paredes é ideal para isso. No final da tarde, a iluminação deve ser trocada para direccionar a luz branca quente, sem componentes azuis, para ajudar o nosso corpo a relaxar e a preparar-se para a noite.
Efeitos de iluminação variados e benefícios da HCL na educação
O sector da educação é um dos mais adequados ao uso da HCL, porque as aulas, na maioria das instituições de ensino, começam, em geral, no período da manhã. A disposição da sala, a incidência da luz, o arranjo dos móveis e as linhas de visão dos alunos e professores geralmente também são muito semelhantes - o que torna as condições virtualmente ideais para um amplo uso da HCL.
SSL-erate é um projecto de pesquisa sobre o efeito da luz financiado pela União Europeia, que envolve várias universidades de renome e que divide os diferentes efeitos da luz e os benefícios da HCL em ambientes educacionais em três dimensões.
Efeitos positivos na atenção e concentração podem ser medidos directamente em condições de iluminação apropriadas. Um estudo de campo realizado como parte do SSL-erate mostrou que a fluência da leitura oral de alunos do ensino primário melhorou em quase 35% com a activação da luz brilhante com um elevado componente azul. Noutro estudo, a concentração e a atenção sustentada melhoraram em cerca de 30%. Resultados semelhantes foram confirmados em vários outros estudos.
Os especialistas veem o melhor ritmo de sono-vigília das pupilas como um efeito que não é directamente mensurável, mas de longo prazo. Como o cérebro processa as impressões do dia e as coisas recentemente aprendidas durante o sono, um ritmo de sono-vigília bem equilibrado desempenha um papel fundamental no processo de aprendizagem. No início da puberdade, esse ritmo muda significativamente em muitos adolescentes. À noite, dormem mais tarde, enquanto pela manhã não estão em forma e, portanto, menos receptivos. Apenas anos depois, frequentemente até apenas, ao entrarem nas suas vidas profissionais, esse padrão muda novamente na maioria deles. Os cientistas falam sobre o tipo de "coruja" que está em desvantagem em comparação com o tipo "cotovia" que está activo no início da manhã. Um estudo envolvendo estudantes entre os 20 e os 22 anos, por exemplo, mostrou uma clara correlação positiva entre o cronótipo inicial e o seu desempenho académico. O que significa que sobretudo alunos de tipo "Coruja" precisam da luz do dia e da luz brilhante durante a manhã nas aulas. Aqui, a HCL pode apoiar activamente o efeito da luz do dia.
Em conexão com os planos da UE para acabar com a mudança de horário, é aconselhável mudar permanentemente para horário padrão em vez de horário de Verão - porque a fase escura prolongada por uma hora pela manhã através da introdução de um horário de Verão contínuo significaria reforçar o efeito anteriormente descrito nos cronótipos da “coruja” durante o Inverno em particular.
Referindo-se a “efeitos de terceira ordem”, o SSL-erate descreve-os como efeitos dinâmicos de grupo positivos que um conceito de HCL tem na sala de aula. Graças ao aumento da atenção mental, os alunos podem seguir as aulas mais facilmente e criar um ambiente de aprendizagem focado. Isso reduz a inquietação geral e promove um ambiente de aprendizagem produtivo, do qual os professores também se beneficiarão.
Ao projectar a iluminação da HCL também é importante levar em consideração a sua posição na sala e a sua linha de visão.
Os diferentes tipos de aprendizagem conjunta, incluindo a grande variedade de diferentes “formatos” para um ambiente de aprendizagem típico e moderno, também precisam ser levados em consideração. Estes variam do ensino frontal clássico - onde se trata a mínima distracção e a máxima concentração - ao design criativo, como em aulas de arte e música, e trabalho de projectos interactivos em grupos e apresentações. Para cada forma de aprendizagem e ensino, um sistema específico de HCL permite adaptar a iluminação à situação individual.
Explorando sistematicamente as possibilidades da HCL
Hoje em dia, implementar uma solução HCL usando a tecnologia LED não é mais caro do que um sistema convencional de iluminação LED. Afinal, trata-se de um sistema inteligente que fornece luz apenas onde esta é realmente necessária. As maiores vantagens da HCL são, no entanto, mostradas noutras áreas. Um estudo publicado em 2015 por investigadores conceituados da A.T. Kearney identificou as principais razões económicas para o uso da HCL resultar num aumento do desempenho cognitivo em alunos em até 15% e uma redução significativa na tensão mental, como stress e esgotamento e, portanto, menos dias de doença, entre os professores.
Tendo em vista a grande importância económica e social global da educação num mundo competitivo e digitalizado, essas razões por si só são suficientes para introduzir a HCL na educação rápido e abrangente quanto possível.
