Espectrofotómetros y colorímetros

Los espectrofotómetros y los colorímetros son instrumentos para medir el color de muestras con elevada exactitud, utilizados en el control de calidad de pinturas, textiles, plásticos, alimentos, cosméticos, envases, impresos y cerámicas, y en todos los contextos en los que el color constituye una especificación comercial o estética. Proporcionan las coordenadas de color según los sistemas normalizados CIE (Commission Internationale de l’Éclairage): L* (luminosidad), a* (eje rojo-verde), b* (eje amarillo-azul) en el espacio CIE Lab; o bien XYZ, xyY, RGB y CMYK. Permiten el control de tono con tolerancias precisas (ΔE – diferencia perceptiva de color) y la generación de formulaciones de color para el color matching.

Espectrofotómetros frente a colorímetros

Los colorímetros utilizan 3 fotodetectores con filtros triestímulo (rojo, verde, azul) – una aproximación de la respuesta del ojo humano – para calcular las coordenadas L*a*b*. Son compactos, rápidos y económicos, pero de exactitud limitada (ΔE típico de 0,5-1) y sensibles al metamerismo (dos colores percibidos como distintos que dan la misma lectura). Los espectrofotómetros miden todo el espectro visible (400-700 nm en pasos de 10 nm o 20 nm) mediante una red de difracción o varios filtros ópticos con una matriz de fotodetectores; calculan las coordenadas colorimétricas a partir del espectro completo, con una exactitud superior (ΔE de 0,1-0,3) e independencia del metamerismo. Los espectrofotómetros son la referencia para las aplicaciones de gama alta.

Geometrías de medición

Las principales geometrías de medición son: 45°/0° (iluminación a 45°, captación perpendicular a la superficie – elimina la componente especular reflejada y simula la visión del ojo humano; es la más extendida para pinturas y productos mates); d/8° (con esfera integradora para iluminación difusa y captación a 8° – para mediciones más estables en superficies texturadas); SCI/SCE (Specular Component Included / Excluded – con o sin la componente especular de reflexión, importante en superficies brillantes). La elección de la geometría depende del tipo de superficie (brillante, mate, texturada) y de la aplicación (control de pintura, control de color del plástico, etc.).

Características técnicas

Las características típicas de los espectrofotómetros portátiles y de sobremesa son: rango espectral de 360-740 nm (incluidas las zonas UV y NIR para aplicaciones avanzadas); resolución de 10 o 20 nm; repetibilidad inferior a ΔE 0,05; concordancia entre instrumentos inferior a ΔE 0,3; tiempo de medición de 1 a 3 segundos; spot de medición seleccionable (3, 8, 14, 25 mm según la superficie); base de datos de iluminantes normalizados (D65, D50, A, F2, F7, F11); observadores patrón de 2° (para objetos pequeños) y de 10° (para superficies grandes); fórmulas de cálculo ΔE76, ΔE94, ΔE2000 y CMC. Conexión USB, Bluetooth y WiFi.

Aplicaciones

Las aplicaciones son muy diversas: industria del automóvil (control de la precisión del color de la carrocería y de los remaches); industria de la pintura (formulación de colores, control de calidad, color matching sobre muestra); producción textil y de confección (control de tono en hilo y tejido); industria del plástico (control del color de los granzas y de las piezas acabadas); cosmética (control del color de productos como pintalabios y bases de maquillaje); industria alimentaria (control del color de los alimentos para optimizar la percepción del consumidor); impresión de alta calidad (control de la correspondencia de color entre las pruebas y la tirada final); industria cerámica (esmaltes y pigmentos para cerámica).

Estándares de color

Los principales sistemas de normalización del color son: CIE Lab (sistema científico universal); Pantone Matching System (PMS, para impresión industrial y envases); RAL (para pinturas industriales y arquitectónicas); NCS (Natural Color System, nórdico); Munsell (para aplicaciones industriales y de investigación y desarrollo). Los espectrofotómetros incorporan bibliotecas de estas escalas de color para permitir la comparación inmediata con referencias comerciales normalizadas. Las tolerancias de aceptación se expresan como un ΔE máximo respecto al color objetivo, con valores típicos de 1,0 (alta calidad) a 3,0 (calidad estándar) para superficies mates.

Normas de referencia

Las normas principales son: ISO 11664 (colorimetría CIE, partes 1-6); ISO 13655 (para la impresión); ASTM E308 (cálculo colorimétrico); DIN 6174 (sistemas de color industriales); CIE 15 (publicación oficial de la CIE sobre colorimetría). La calibración periódica se realiza con baldosas de referencia certificadas según ISO 17025 (por lo general un juego de 3 a 5 baldosas de color de referencia) o con una baldosa blanca y negra para la calibración básica. El intervalo de calibración habitual es anual en aplicaciones de gama alta.