La ingeniería del semáforo, y la física detrás de la elección de sus colores.
Desde las calles congestionadas de las metrópolis hasta las intersecciones en pueblos remotos, el semáforo es una presencia constante en la vida cotidiana de millones de personas en todo el mundo. Este ingenioso dispositivo de señalización vial no solo facilita el flujo del tráfico, sino que también ha dejado una marca indeleble en la historia de la humanidad.
En 1870, una explosión le costó la vida al agente que accionaba el mecanismo debido a los gases que se generaban por el combustible que encendía las luces, por lo que a partir de ahí se comenzaron a buscar alternativas al combustible. Fue en 1914 cuando el ingeniero estadounidense Garrett Morgan patentó un semáforo de tres posiciones que tenía la característica de ser eléctrico y utilizando señales de "stop" (alto), "caution" (precaución) y "go" (avance).
Ampelmann
En la historia de la señalización vial, uno de los momentos más interesantes es la introducción de Ampelmann. Ampelmann es un icónico símbolo humanoide que se utiliza en los semáforos peatonales en ciertas partes de Europa, particularmente en Alemania. Diseñado por el psicólogo de tráfico Karl Peglau en la década de 1960, Ampelmann tenía como objetivo mejorar la visibilidad y la comprensión de las señales peatonales. Su apariencia única ha capturado la imaginación de la gente y se ha convertido en un símbolo cultural distintivo.
Justificación de los colores del semáforo
Es normal que creer que la elección de los colores del semáforo fueron al asar, o que de alguna manera no fue arbitraría ya que a lo largo de la historia algunos colores se han arraigado en la conciencia colectiva, como el rojo, el cuál es universalmente conocido como una señal de detención o de peligro, pero vamos más atrás. ¿Por qué se le asoció ese significado al color rojo? Pues en realidad, la asociación de significados a los colores tiene que ver por como los vemos, como nuestros ojos captan el color y en cómo se comportan los colores en el sentido de la física, específicamente de la óptica, así que hablemos de la frecuencia electromagnética.
Para comprender la relación entre la frecuencia electromagnética y los colores del semáforo, es esencial analizar la relación entre la longitud de onda de la luz y su color perceptible. La luz visible es solo una pequeña parte del espectro electromagnético, que abarca desde longitudes de onda más cortas (como los rayos gamma) hasta longitudes de onda más largas (como las ondas de radio). La luz se compone de fotones, que son partículas que transportan energía. La energía de un fotón está relacionada inversamente con su longitud de onda: a mayor longitud de onda, menor energía, y viceversa.
La relación fundamental que vincula la frecuencia (f) de una onda electromagnética con su longitud de onda (λ) y la velocidad de la luz (c) en el vacío es la siguiente:
$$c=f\cdot \lambda$$
Donde:
- c, es la velocidad de la luz en el vacío (aproximadamente 3x10^8 metros por segundo.
- f, es la frecuencia de la onda electromagnética.
- λ, es la longitud de onda de la onda electromagnética.
La frecuencia (f) y la longitud de onda (λ) están inversamente relacionadas: a mayor frecuencia, menor longitud de onda, y viceversa.
Ahora, vamos a considerar la relación entre la longitud de onda de la luz visible y los colores percibidos por el ojo humano. La luz visible se extiende aproximadamente desde longitudes de onda de 380 nanómetros (nm) en el extremo violeta del espectro hasta 750 nm en el extremo rojo.
- Violeta (380-450 nm)
- Azul (450-495 nm)
- Verde (495-570 nm)
- Amarillo (570-590 nm)
- Naranja (590-620 nm)
- Rojo (620-750 nm)
De manera simplificada, esto demuestra que la elección de los colores rojo, amarillo y verde para los semáforos está intrínsecamente ligada a la percepción del ojo humano y la eficacia en la comunicación visual.
- Rojo: El rojo se seleccionó para indicar "alto" o "detenerse" debido a su alta visibilidad y asociación con el peligro. Además, la longitud de onda del rojo (620-750 nm) es más larga y, por lo tanto, más fácil de percibir en situaciones de poca luz. Esto asegura que los conductores y peatones puedan ver claramente la señal de alto, incluso en condiciones de baja visibilidad.
- Amarillo: El amarillo se utiliza para indicar "precaución" o "prepararse para detenerse". Su longitud de onda (570-590 nm) está en un rango intermedio, lo que lo hace visible y llamativo sin ser tan intenso como el rojo. El amarillo proporciona a los conductores y peatones el tiempo necesario para reducir la velocidad o detenerse antes de que la señal cambie a rojo.
- Verde: El verde señala "avance" o "adelante" y se elige por su asociación con la acción y la seguridad. La longitud de onda del verde (495-570 nm) es más corta que la del rojo y el amarillo, lo que lo hace visualmente distintivo y fácil de identificar como una señal de permitido avanzar.
Por lo tanto la elección de los colores rojo, amarillo y verde en los semáforos se basa en la relación entre la frecuencia electromagnética, la longitud de onda de la luz visible y la capacidad del ojo humano para percibir y distinguir colores en diferentes condiciones de luz. Estos colores se han convertido en un estándar global para la señalización vial debido a su eficacia en la comunicación rápida y clara, contribuyendo así a la seguridad y organización del tráfico en todo el mundo.
Héctor.
