Un pigmento es un polvo que se utiliza para añadir color o cambiar la apariencia visual. Los pigmentos son completamente o casi insolubles y químicamente no reactivos en agua u otro medio; por el contrario, los tintes son sustancias coloreadas que son solubles o se disuelven en algún momento de su uso. [1] [2] Los tintes suelen ser compuestos orgánicos , mientras que los pigmentos suelen ser inorgánicos . Los pigmentos de valor prehistórico e histórico incluyen el ocre , el carbón y el lapislázuli .
En 2006, se comercializaron alrededor de 7,4 millones de toneladas de pigmentos inorgánicos , orgánicos y especiales en todo el mundo. [3] Según un informe de abril de 2018 de Bloomberg Businessweek , el valor estimado de la industria de los pigmentos a nivel mundial es de 30 mil millones de dólares. El valor del dióxido de titanio , utilizado para mejorar el brillo blanco de muchos productos, se estimó en 13,2 mil millones de dólares por año, mientras que el color rojo Ferrari está valorado en 300 millones de dólares cada año. [4]
Como todos los materiales, el color de los pigmentos surge porque absorben solo ciertas longitudes de onda de la luz visible . Las propiedades de unión del material determinan la longitud de onda y la eficiencia de la absorción de la luz. [5] La luz de otras longitudes de onda se refleja o se dispersa. El espectro de luz reflejada define el color que observamos.
La apariencia de los pigmentos es sensible a la fuente de luz. La luz solar tiene una temperatura de color alta y un espectro bastante uniforme. La luz solar se considera un estándar para la luz blanca. Las fuentes de luz artificial son menos uniformes.
Los espacios de color utilizados para representar numéricamente los colores deben especificar su fuente de luz. Las mediciones de color en laboratorio , a menos que se indique lo contrario, suponen que la medición se registró bajo una fuente de luz D65 o "luz natural de 6500 K", que es aproximadamente la temperatura de color de la luz solar.
Otras propiedades de un color, como su saturación o luminosidad, pueden estar determinadas por las demás sustancias que acompañan a los pigmentos. Los aglutinantes y rellenos pueden afectar al color.
Los minerales se han utilizado como colorantes desde tiempos prehistóricos. [6] Los primeros humanos usaban pintura con fines estéticos, como la decoración corporal. Se ha informado de pigmentos y equipos de molienda de pintura que se cree que tienen entre 350.000 y 400.000 años de antigüedad en una cueva en Twin Rivers, cerca de Lusaka , Zambia . El ocre , óxido de hierro, fue el primer color de pintura. [7] Un pigmento azul favorito se derivaba del lapislázuli . Los pigmentos basados en minerales y arcillas a menudo llevan el nombre de la ciudad o región donde se extrajeron originalmente. La siena cruda y la siena tostada provenían de Siena , Italia , mientras que la sombra cruda y la sombra tostada provenían de Umbría . Estos pigmentos estaban entre los más fáciles de sintetizar, y los químicos crearon colores modernos basados en los originales. Estos eran más consistentes que los colores extraídos de los yacimientos minerales originales, pero los nombres de los lugares se mantuvieron. También se encuentran en muchas pinturas rupestres del Paleolítico y Neolítico el ocre rojo, Fe 2 O 3 anhidro y el ocre amarillo hidratado (Fe 2 O 3 . H 2 O). [8] El carbón, o negro de carbón, también se ha utilizado como pigmento negro desde tiempos prehistóricos. [8]
El primer pigmento sintético conocido fue el azul egipcio , del que se tiene constancia por primera vez en un cuenco de alabastro de Egipto datado en Naqada III ( circa 3250 a. C.). [9] [10] El azul egipcio (frita azul), silicato de calcio y cobre CaCuSi 4 O 10 , se elabora calentando una mezcla de arena de cuarzo , cal , un fundente y una fuente de cobre , como la malaquita . [11] Ya inventado en el Período Predinástico de Egipto , su uso se generalizó en la IV Dinastía . [12] Fue el pigmento azul por excelencia de la antigüedad romana ; sus rastros artísticos y tecnológicos desaparecieron en el transcurso de la Edad Media hasta su redescubrimiento en el contexto de la campaña de Egipto y las excavaciones de Pompeya y Herculano . [13] Los pigmentos sintéticos premodernos posteriores incluyen albayalde (carbonato básico de plomo, (PbCO 3 ) 2 Pb(OH) 2 ), [14] bermellón , cardenillo y amarillo de plomo y estaño . El bermellón, un sulfuro de mercurio , se hacía originalmente moliendo un polvo de cinabrio natural . A partir del siglo XVII, también se sintetizó a partir de los elementos. [15] Fue favorecido por viejos maestros como Tiziano . El amarillo indio alguna vez se produjo recolectando la orina del ganado que había sido alimentado solo con hojas de mango . [16] Los pintores holandeses y flamencos de los siglos XVII y XVIII lo favorecieron por sus cualidades luminiscentes y, a menudo, lo usaron para representar la luz del sol . [ cita requerida ] Dado que las hojas de mango son nutricionalmente inadecuadas para el ganado, la práctica de cosechar amarillo indio finalmente se declaró inhumana. [16] Los tonos modernos de amarillo indio están hechos de pigmentos sintéticos. El bermellón ha sido parcialmente reemplazado por rojos cadmio.
Debido al costo del lapislázuli , a menudo se usaban sustitutos. El azul de Prusia , el pigmento sintético moderno más antiguo, fue descubierto por accidente en 1704. [17] A principios del siglo XIX, los pigmentos azules sintéticos y metálicos incluían el ultramar francés , una forma sintética de lapislázuli . El ultramar se fabricaba tratando silicato de aluminio con azufre . También se introdujeron varias formas de azul cobalto y azul cerúleo . A principios del siglo XX, se preparó azul ftalo , un pigmento metaloorgánico sintético. Al mismo tiempo, el azul real , otro nombre que alguna vez se le dio a los tintes producidos a partir del lapislázuli, ha evolucionado para significar un color mucho más claro y brillante, y generalmente se mezcla con azul ftalo y dióxido de titanio , o con tintes azules sintéticos económicos.
El descubrimiento en 1856 de la malva , el primer colorante de anilina , fue un precursor del desarrollo de cientos de colorantes y pigmentos sintéticos como los compuestos azoicos y diazoicos . Estos colorantes marcaron el comienzo del florecimiento de la química orgánica, incluidos los diseños sistemáticos de colorantes. El desarrollo de la química orgánica disminuyó la dependencia de los pigmentos inorgánicos. [18]
Antes del desarrollo de los pigmentos sintéticos y del perfeccionamiento de las técnicas de extracción de pigmentos minerales, los lotes de color solían ser inconsistentes. Con el desarrollo de una industria del color moderna, los fabricantes y los profesionales han cooperado para crear estándares internacionales para identificar, producir, medir y probar colores.
Publicado por primera vez en 1905, el sistema de color Munsell se convirtió en la base de una serie de modelos de color que proporcionaban métodos objetivos para la medición del color. El sistema Munsell describe un color en tres dimensiones: tono , valor (luminosidad) y croma (pureza del color), donde el croma es la diferencia con el gris en un tono y valor determinados.
A mediados del siglo XX, se disponía de métodos estandarizados para la química de los pigmentos, como parte de un movimiento internacional para crear dichas normas en la industria. La Organización Internacional de Normalización (ISO) desarrolla normas técnicas para la fabricación de pigmentos y colorantes. Las normas ISO definen diversas propiedades industriales y químicas, y cómo comprobarlas. Las principales normas ISO relacionadas con todos los pigmentos son las siguientes:
Otras normas ISO se refieren a clases o categorías particulares de pigmentos, en función de su composición química, como pigmentos ultramarinos , dióxido de titanio , pigmentos de óxido de hierro, etc.
Muchos fabricantes de pinturas, tintas, textiles, plásticos y colores han adoptado voluntariamente el Índice Internacional de Colores (CII) como estándar para identificar los pigmentos que utilizan en la fabricación de colores concretos. Publicado por primera vez en 1925 (y ahora publicado conjuntamente en la web por la Sociedad de Tintoreros y Coloristas ( Reino Unido ) y la Asociación Estadounidense de Químicos y Coloristas Textiles (EE. UU.)), este índice es reconocido internacionalmente como la referencia autorizada sobre colorantes. Abarca más de 27 000 productos bajo más de 13 000 nombres genéricos de índices de colores.
En el esquema CII, cada pigmento tiene un número de índice genérico que lo identifica químicamente, independientemente de los nombres patentados e históricos. Por ejemplo, el azul de ftalocianina BN se conoce con una variedad de nombres genéricos y patentados desde su descubrimiento en la década de 1930. En gran parte de Europa, el azul de ftalocianina se conoce mejor como azul helio o con un nombre patentado como azul Winsor. Un fabricante de pinturas estadounidense, Grumbacher, registró una ortografía alternativa (azul Thanos) como marca comercial. Colour Index International resuelve todos estos nombres históricos, genéricos y patentados conflictivos para que los fabricantes y los consumidores puedan identificar el pigmento (o tinte) utilizado en un producto de color en particular. En el CII, todos los pigmentos de azul de ftalocianina se designan con un número de índice de color genérico como PB15 o PB16, abreviatura de pigmento azul 15 y pigmento azul 16; estos dos números reflejan ligeras variaciones en la estructura molecular, que producen un azul ligeramente más verdoso o rojizo.
Los siguientes son algunos de los atributos de los pigmentos que determinan su idoneidad para procesos de fabricación y aplicaciones particulares:
Las muestras se utilizan para comunicar colores con precisión. Los tipos de muestras dependen del medio, es decir, impresión, computadoras, plásticos y textiles. Por lo general, el medio que ofrece la gama más amplia de tonos de color es el que se utiliza ampliamente en diversos medios.
Los estándares de referencia se proporcionan mediante muestras impresas de tonos de color. PANTONE , RAL , Munsell , etc. son estándares ampliamente utilizados para la comunicación del color en diversos medios, como la impresión, los plásticos y los textiles .
Las empresas que fabrican masterbatches de color y pigmentos para plásticos ofrecen muestras de plástico en chips de color moldeados por inyección. Estos chips de color se entregan al diseñador o al cliente para que elijan y seleccionen el color para sus productos plásticos específicos.
Las muestras de plástico están disponibles en varios efectos especiales, como perlado, metálico, fluorescente, brillante, mosaico, etc. Sin embargo, estos efectos son difíciles de reproducir en otros medios, como la impresión y la pantalla de computadora. Las muestras de plástico se han creado mediante modelado 3D para incluir varios efectos especiales.
La apariencia de los pigmentos bajo la luz natural es difícil de reproducir en una pantalla de computadora . Se requieren aproximaciones. El sistema de color Munsell proporciona una medida objetiva del color en tres dimensiones: tono, valor (o luminosidad) y croma. Las pantallas de computadora en general no muestran el croma real de muchos pigmentos, pero el tono y la luminosidad se pueden reproducir con relativa precisión. Sin embargo, cuando la gamma de una pantalla de computadora se desvía del valor de referencia, el tono también se ve sesgado sistemáticamente.
Las siguientes aproximaciones suponen un dispositivo de visualización en gamma 2.2, utilizando el espacio de color sRGB . Cuanto más se desvíe un dispositivo de visualización de estos estándares, menos precisas serán estas muestras. [20] Las muestras se basan en las mediciones promedio de varios lotes de pinturas de acuarela de un solo pigmento, convertidas del espacio de color Lab al espacio de color sRGB para su visualización en una pantalla de computadora. La apariencia de un pigmento puede depender de la marca e incluso del lote. Además, los pigmentos tienen espectros de reflectancia inherentemente complejos que harán que su apariencia de color [21] [ se necesita una mejor fuente ] sea muy diferente según el espectro de la iluminación de la fuente , una propiedad llamada metamerismo . Las mediciones promedio de muestras de pigmento solo arrojarán aproximaciones de su apariencia real bajo una fuente de iluminación específica. Los sistemas de visualización de computadora utilizan una técnica llamada transformadas de adaptación cromática [22] para emular la temperatura de color correlacionada de las fuentes de iluminación, y no pueden reproducir perfectamente las intrincadas combinaciones espectrales vistas originalmente. En muchos casos, el color percibido de un pigmento queda fuera de la gama de colores de las pantallas de ordenador y se utiliza un método denominado mapeo de gama para aproximarse a la apariencia real. El mapeo de gama sacrifica la luminosidad , el tono o la precisión de saturación para reproducir el color en la pantalla, según la prioridad elegida en la intención de reproducción ICC de la conversión .
En biología , un pigmento es cualquier material coloreado de las células vegetales o animales. Muchas estructuras biológicas, como la piel , los ojos , el pelaje y el pelo , contienen pigmentos (como la melanina ). La coloración de la piel de los animales suele producirse a través de células especializadas llamadas cromatóforos , que animales como el pulpo y el camaleón pueden controlar para variar el color del animal. Muchas enfermedades afectan a los niveles o la naturaleza de los pigmentos en las células vegetales, animales, algunos protistas o hongos . Por ejemplo, el trastorno llamado albinismo afecta al nivel de producción de melanina en los animales.
La pigmentación en los organismos cumple muchos propósitos biológicos, entre ellos el camuflaje , el mimetismo , el aposematismo (advertencia), la selección sexual y otras formas de señalización , la fotosíntesis (en las plantas) y propósitos físicos básicos como la protección contra las quemaduras solares .
El color del pigmento se diferencia del color estructural en que el color del pigmento es el mismo desde todos los ángulos de visión, mientras que el color estructural es el resultado de la reflexión selectiva o iridiscencia , generalmente debido a estructuras multicapa. Por ejemplo, las alas de las mariposas suelen contener color estructural, aunque muchas mariposas tienen células que también contienen pigmento.
colorantes son sustancias coloreadas que son solubles o se disuelven durante el proceso de aplicación y que imparten color mediante la absorción selectiva de la luz. Los pigmentos son sólidos orgánicos o inorgánicos en partículas finamente divididas, coloreados, incoloros o fluorescentes, que suelen ser insolubles y, en esencia, no se ven afectados químicamente por el vehículo o medio en el que se incorporan.
![La lechera de Johannes Vermeer (c. 1658). Vermeer fue generoso en su elección de pigmentos costosos, entre ellos amarillo plomo-estaño, ultramar natural y laca de rubia, como se muestra en la vibrante pintura.[19]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/20/Johannes_Vermeer_-_Het_melkmeisje_-_Google_Art_Project.jpg/1280px-Johannes_Vermeer_-_Het_melkmeisje_-_Google_Art_Project.jpg)
