COLORIMETRÍA PERCEPCIÓN DEL COLOR - INS Les Vinyes

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PERCEPCIÓN DEL COLOR

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PERCEPCIÓN DEL COLOR
COLORIMETRÍA ..........................................................................................01
LA PERCEPCIÓN DEL COLOR.........................................................................01
. ANÁLISIS DE LOS ELEMENTOS CONSTITUYENTES DEL COLOR ........................01
. LA LUZ.................................................................................................... 02
. EL OJO HUMANO.......................................................................................05
. LOS OBJETOS...........................................................................................08
. TRANSMISIÓN DE LA LUZ ........................................................................08
. ABSORCIÓN Y REFLEXIÓN DE LA LUZ .......................................................09
MEZCLAS ADITIVAS DE COLORES (LUZ) .........................................................11
MEZCLAS SUSTRACTIVAS DE COLORES (PIGMENTOS) ......................................12
EL CONJUNTO DE LA PERCEPCIÓN DEL COLOR ................................................14
. LA METAMERÍA .........................................................................................15
. LA SATURACIÓN DEL OJO Y LA PERCEPCIÓN POR CONTRASTE........................16
. EFECTO DE SATURACIÓN .........................................................................16
. LA PERCEPCIÓN POR CONTRASTE .............................................................16
. EL DALTONISMO .......................................................................................16
I

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LA PERCEPCIÓN DEL COLOR
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Definir lo que es el color puede parecer sencillo. Sin embargo, la verdadera comprensión
del fenómeno del color es algo más compleja, y un concepto que debe quedar muy claro
desde el principio es que, ante todo:
El color es una percepción sensorial.
Es decir, en realidad el color no existe, y lo que entendemos por color es la interpretación
que el cerebro proporciona de una serie de fenómenos que son captados por unos
receptores sensoriales: los ojos. El fenómeno que produce la excitación de estos órganos
sensoriales no es otro que la luz, que puede tener origen primario en distintas fuentes,
como el Sol, las bombillas, los fluorescentes, el fuego, etc., y es capaz de impresionar
directamente a los ojos. Pero las distintas luces también pueden iluminar todos los
objetos, que a su vez reflejarán dicha luz de formas muy distintas, y así es como se
perciben de distintos colores cada objeto iluminado.
De esta forma, podemos concluir que para que se produzca la percepción del color han
de entrar en juego tres elementos imprescindibles:
- LA LUZ,.......... que ilumina el objeto.
- EL OBJETO,.. que según sea su composición refleja la luz de distinta forma.
- EL OJO,......... que percibe la luz reflejada por el objeto, y envía las sensaciones al
cerebro, que las interpreta como formas y colores.
En definitiva, el color no es una propiedad intrínseca de los objetos, sino que depende
de sus propiedades, del tipo de luz que lo ilumina, y del ojo que lo percibe.
ANÁLISIS DE LOS ELEMENTOS CONSTITUYENTES DEL COLOR
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PERCEPCIÓN DEL COLOR
Para una buena comprensión del fenómeno del color es necesario el conocimiento,
propiedades y funcionamiento de cada uno de los tres elementos que intervienen en
ella.
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LA LUZ
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Lo que conocemos como “luz” es un tipo de radiación electromagnética. Las radiaciones
electromagnéticas constituyen una forma de propagación de energía, que no precisa
de medio material para dicha propagación por tanto siguen las leyes de la mecánica
ondulatoria, quedando definidas por tres características fundamentales:
- Velocidad de propagación de la onda.
- Amplitud de onda.
- Longitud de onda.
Onda de una radiación electromagnética
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La velocidad de las radiaciones electromagnéticas, en nuestro caso la luz, depende del
medio en que se propague. La máxima velocidad de la luz se produce en el vacío, y es
una constante universal cuyo valor es muy próximo a los 300.000 Km/seg.
La amplitud de onda es una característica que indica la cantidad de energía de la onda;
a mayor amplitud mayor energía.
Pero es la longitud de onda la propiedad que aporta las características diferenciadoras
entre los distintos tipos de radiaciones electromagnéticas. El valor que puede tomar la
longitud de onda puede variar entre los 0.001 nm (nanómetros) hasta más de 10 Km.
Un nanómetro es la milésima parte de una micra.
Las propiedades de las radiaciones electromagnéticas difieren mucho según cual sea
la longitud de onda, por ello se denominan de diferente manera. Hay una estrecha franja
de radiaciones electromagnéticas comprendida entre 400 nm y 700 nm, que son las
únicas capaces de impresionar las células fotosensibles del ojo humano, y que constituyen
el “espectro visible de radiaciones electromagnéticas” o más sencillamente, el espectro
de luz.
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Las distintas longitudes de onda se perciben como colores distintos: desde el violeta
(400 nm), hasta el rojo (700 nm). Las radiaciones cuya longitud de onda es mayor de
700 nm, no son visibles, y se denominan radiaciones infrarrojas (IR). Las que tienen
una longitud de onda inferior a 400 nm, tampoco son visibles, y se denominan radiaciones
ultravioletas (UV).
En consecuencia debe entenderse por “LUZ” todo conjunto de radiaciones electromagnéticas
cuyas longitudes de onda estén comprendidas entre 400 nm y 700 nm. Las luces son,
o se ven, de diferentes colores según sea la composición de radiaciones individuales
que las constituyan; por ejemplo, una luz es roja cuando la mayor parte de las radiaciones
están entre 400 y 500 nm, y azul si están en el entorno de 600 nm. Así como según
sea la distribución configurarán los distintos tonos de rojo, azul, etc.
Tipos de Radiación electromagnética
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Cuando la luz contiene radiaciones en todo el espectro, de 400 nm a 700 nm, distribuidos
de forma más o menos regular, se denomina LUZ BLANCA, ya que este es el color del
que se ve, y esto es debido, como se expondrá en el apartado siguiente, a que la mezcla
de todas las radiaciones se percibe como color blanco. Por tanto, toda luz blanca está
compuesta por la mezcla de todos los colores. El descubrimiento de este fenómeno lo
efectuó Isaac Newton, haciendo pasar un haz de luz blanca a través de un prisma de
cuarzo; y se produce por el diferente ángulo de desviación que cada uno de los colores
sufre al pasar de un medio a otro (del aire al cuarzo y del cuarzo al aire).
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EL OJO HUMANO
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En la retina del ojo humano se encuentran unas células que contienen sustancias
fotosensibles; es decir, que son impresionadas por las radiaciones electromagnéticas
del espectro visible.
Cuando una de estas minúsculas células es excitada por la luz que le llega, envía un
impulso nervioso al cerebro. El conjunto de toda la información que recibe el cerebro
de las miles y miles de estas células componen el conjunto de la visión; las formas y
los colores.
Si todas las células de la retina se comportasen de igual manera frente a la luz, la visión
sería en blanco y negro. La visión del color se produce porque las células fotosensibles
son de varios tipos, y cada una de ellas es estimulada por una franja distinta del espectro
de luz visible. Existen dos grupos de células, denominadas BASTONES y CONOS, por
su forma más o menos parecida a estos objetos.
Los BASTONES son estimulados por cualquier luz en toda la franja del visible, indicando
al cerebro la intensidad de la luz, proporcionan por tanto sólo una visión en blanco y
negro, con todas las tonalidades intermedias de grises; sin embargo, son muy sensibles
pudiendo ejercer su función con bajas intensidades de luz (visión nocturna; cuando,
según reza el refrán “todos los gatos son pardos”).
Los CONOS son los responsables de la visión del color, activos sólo a partir de una cierta
intensidad de luz (por ello para ver los colores es necesario una iluminación mínima).
Existen tres tipos de conos, cada uno de ellos es sensible a una determinada franja del
espectro visible de la luz, de forma que son excitados de forma distinta cada uno de
los tipos de conos según sea la composición de la luz que llegue a la retina. Estas
distintas sensaciones transmitidas al cerebro son las que proporcionan el efecto de la
visión en color.
Percepción de los colores en el ojo humano
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Podemos denominar a cada uno de los tres tipos de conos como:
- CONOS AZULES (B)
- CONOS VERDES (G)
- CONOS ROJOS (R)
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Esto es debido a que son éstos los colores que en mayor medida actúan sobre cada uno
de ellos.
Se puede representar en unos gráficos, como estimulan de forma diferente a cada uno
de los tipos de conos, cada una de las radiaciones de longitud de onda entre 400 nm
y 700 nm.
Nivel de respuesta (E) de los tres tipos de conos según la longitud de onda
La luz que llega al ojo estimula de forma mayoritaria o predominante a uno de los tipos
de conos, se perciben las distintas sensaciones de color:
- Si se estimulan los conos azules (B), y el resto no se estimulan, la sensación percibida
es la de color AZUL.
- Si se estimulan los conos verdes (G), y el resto no se estimulan, la sensación percibida
es la de color VERDE.
- Si se estimulan los conos rojos (B), y el resto no se estimulan, la sensación percibida
es la de color ROJO.
Cuando son dos los conos excitados, el color que se percibe es fruto de la sensación
conjunta de ambos estímulos, así:
- Si se estimulan conjuntamente los conos azules y verdes (B Y G), la sensación percibida
es la de color CIAN (azul celeste).
- Si se estimulan conjuntamente los conos azules y rojos (B Y R), la sensación percibida
es la de color MAGENTA (rojo fucsia).
- Si se estimulan conjuntamente los conos rojos y verdes (R Y G), la sensación percibida
es la de color AMARILLO.
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En el caso en que sean los tres tipos de conos los que se estimulen de forma conjunta
(B, G y R), la sensación percibida es la de color BLANCO.
Si ninguno de los conos recibe estimulación, es señal de que no llega ningún tipo de
luz visible, por tanto la sensación percibida es la de color NEGRO.
En realidad no todo es tan sencillo, ya que no sólo se pueden percibir seis colores, los
muy diferentes colores y matices que puede discernir el ojo humano son producto de
las mezclas de estímulos de las células sensitivas de la retina; así, los diferentes tonos
de rojo, dependen de en que medida actúan los conos rojos, y en que menor porcentaje
los azules y los verdes, lo mismo sucede con el blanco, el negro y todos los tonos
intermedios de grises, que se perciben cuando los tres tipos de conos son impresionados
en igual medida, pero cuando sucede intensamente resulta el blanco, y según disminuye
se producen los distintos grises, hasta cuando la intensidad es tan baja, que se considera
negro. Como resumen, el siguiente esquema recoge los colores principales:
Como es fácil comprender, mezclando tres luces: roja, verde y azul, y combinando
distintas intensidades de cada una de ellas, se pueden reproducir toda la gama de
colores, por ello a los colores Rojo, Verde y Azul se les denomina COLORES PRIMARIOS
LUZ. Las combinaciones entre ellos para obtener los diferentes colores se denominan
MEZCLAS ADITIVAS, ya que las luces que se combinan suman sus efectos. En este
principio se basa el funcionamiento de las pantallas de televisión en color (pantallas
RGB).
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LOS OBJETOS
Los objetos, y todo lo que nos rodea, lo vemos de diferentes colores, y esto es debido
a que aunque no sean una fuente primaria de luz, como el Sol, las bombillas, los
fluorescentes, el fuego, un televisor, etc. reciben la luz procedente de cualquier fuente,
y es ésta luz la que generará el color en los objetos.
La luz, que es un tipo de energía, se comporta como tal, y por tanto esta energía que
incide sobre los objetos puede ser:
- Transmitida.
- Absorbida.
- Reflejada.
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TRANSMISIÓN DE LA LUZ
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Si es transmitida, el objeto en cuestión se denomina transparente, ya que la luz lo
atraviesa. La transparencia puede ser total o parcial, es decir un objeto puede ser
transparente para una zona del espectro y opaco para otra, como por ejemplo las
esmeraldas, que son transparentes a la luz verde, pero opacas para el resto de radiaciones.
Si iluminamos una esmeralda con una luz blanca (contiene todos los colores), sólo la
atravesará la luz verde, que será éste el color del que se verá la luz que salga de la
esmeralda. Sin embargo, el cuarzo es transparente para todas las radiaciones del visible,
y si es iluminado por una luz de cualquier color lo atravesará y saldrá del mismo color
que entró en él. Para finalizar otros muchos objetos son opacos a cualquier tipo de luz,
como un trozo de carbón, que no deja pasar ningún tipo de luz.
Transmisión de la luz
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ABSORCIÓN Y REFLEXIÓN DE LA LUZ
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Los distintos materiales pueden absorber la luz, como de hecho es lo que ocurre con
la esmeralda y el carbón, que absorben toda, o parte, de la energía que reciben en
forma de luz. La luz que no es absorbida, es la que o bien es transmitida, o bien es
reflejada. Este fenómeno es el responsable de que veamos los distintos colores de las
cosas. De esta manera, un tomate se ve rojo, porque absorbe las radiaciones verdes
y azules, y únicamente refleja las rojas, y el limón se ve amarillo porque absorbe las
radiaciones azules, reflejando las rojas y las verdes (que en el ojo su mezcla es captada
con la sensación de amarillo).
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Este comportamiento de absorción selectiva de una serie de colores, es lo que caracteriza
a las sustancias desde el punto de vista del color, y se puede representar en un gráfico
en el que se refleje el porcentaje de luz remitida para cada longitud de onda.
Así, por ejemplo, la siguiente gráfica de remisión corresponde a un objeto que iluminado
con luz blanca absorbe la banda de los azules, y remite los rojos y verdes, por tanto
se trata de un objeto que se verá amarillo.
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MEZCLAS ADITIVAS DE COLORES (LUZ)
Una vez comprendido el fenómeno de las radiaciones electromagnéticas, y como son
percibidas por el ojo, es fácil comprender porque dos haces de luz de composición
distinta pueden verse como sensaciones de color iguales o semejantes.
Un conjunto de radiaciones en la banda del amarillo (570 a 590 nanómetros) impresiona
los receptores “V” y “R”, por ello se percibe como amarillo. Igual que un conjunto de
radiaciones que contengan bandas en el verde (entorno a 560 nm) y en el rojo (entorno
a 600 nm), impresiona igualmente a los receptores “V” y “R”, percibiéndose también
como color amarillo.
De esta forma, cualquier color puede ser reproducido por la mezcla, en distintas
proporciones (mayor o menor intensidad) de los denominados colores primarios luz,
que son:
ROJO
VERDE
AZUL
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A este tipo de mezclas se les denomina mezclas aditivas, ya que se suman las intensidades
de luz, de forma que de la mezcla de la máxima intensidad de cada uno de los colores
primarios resulta el color blanco. Y si la intensidad de los tres es cero, el color resultante
es el negro.
Toda la gama de colores se obtiene por la mezcla de distintos porcentajes de cada uno
de los tres colores primarios. Por ejemplo, una mezcla de:
- 100 % de ROJO.
- 50 % de VERDE.
- 0 % de AZUL.
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Consigue una composición cuyo color es un naranja butano.
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MEZCLAS SUSTRACTIVAS DE COLORES (PIGMENTOS)
Cuando una determinada sustancia absorbe selectivamente y de forma única las longitudes
de onda correspondientes a un color primario luz, el color que presenta es el resultante
de la excitación de dos de los tres receptores cromáticos del ojo, constituyendo lo que
se denominan colores primarios en pigmentación, y que son:
CIAN (pigmentos que absorben el ROJO).
MAGENTA (pigmentos que absorben el VERDE).
AMARILLO (pigmentos que absorben el AZUL).
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De esta forma, con pigmentos o pinturas de estos tres colores mezclados entre sí en
distintas proporciones se puede reproducir todo un abanico de colores:
- Con la mezcla de pigmentos CIAN y MAGENTA el resultado será una masa que absorberá
la LUZ ROJA y la LUZ VERDE, reflejando por tanto únicamente las radiaciones AZULES,
que será color secundario en pigmentación. Y análogamente con el resto de las mezclas.
- La mezcla de pigmentos de los tres colores primarios de pigmentación no producirá
el color blanco, ya que la masa resultante absorberá por igual LUZ ROJA, VERDE y
AZUL, por tanto el color será el negro o un gris más o menos oscuro.
De esta forma se constituye el denominado CÍRCULO CROMÁTICO DE PIGMENTACIÓN,
en el que aparecen los colores básicos de pigmentación y las mezclas que se pueden
obtener con ellos.
Partiendo de un pigmento cian concreto, un determinado magenta y amarillo se obtendrá
un circulo cromático concreto. Si cambiamos uno de los pigmentos básicos por otro, un
cían más verdoso, o un amarillo más sucio, etc., se obtendrán círculos cromáticos
diferentes, con otros matices en las distintas mezclas. Por eso en la máquina de mezcla
de pintura no hay sólo tres colores, ya que es una realidad que con tres colores no se
pueden componer todos los demás.
Círculo cromático en pigmentación (a)
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Las denominaciones de CIAN (azul celeste), y MAGENTA (rojo fucsia), suelen cambiarse
por AZUL y ROJO, cuando se toma un azul marino como primario en vez del azul celeste,
y un rojo anaranjado oscuro en lugar del rojo fucsia, en ese caso se suele simplificar
las denominaciones, y se toman como los tres colores básicos de pigmentación:
- AMARILLO
- ROJO
- AZUL
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Las mezclas de estos tres colores, o colores secundarios obtenidos son entonces, el
verde, el naranja y el violeta.
Círculo cromático en pigmentación (b)
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EL CONJUNTO DE LA PERCEPCIÓN DEL COLOR
Analizados todos los elementos que intervienen en la percepción de los colores, podemos
considerar el conjunto de la misma, y por tanto describir algunos fenómenos relacionados
con esta percepción.
Para que se produzca la percepción de un color en un objeto son necesarios tres
elementos:
- LA LUZ que ilumina el objeto, que tendrá una composición o características determinadas.
- EL ESPECTRO DE ABSORCIÓN del objeto, o gráfica de remisión.
- EL OJO que percibe las radiaciones reflejadas por el objeto.
El color no es una propiedad intrínseca de los objetos, sino que depende de estos tres
factores. Por ello se pueden explicar algunos fenómenos como son:
- La metamería
- La saturación del ojo y la percepción por contraste
- El daltonismo
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LA METAMERÍA
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Por todo lo expuesto anteriormente, si un objeto que absorbe las radiaciones azules es
iluminado por una luz blanca, se verá de color amarillo. Pero si lo iluminamos con luz
azul, absorberá casi toda ella, y por tanto se verá negro o muy oscuro. Y si lo iluminamos
con un luz de color verde, reflejara esta luz y se verá también verde.
En definitiva es claro que el color de los objetos depende en gran medida de la luz que
los ilumina. Luz que puede tener composiciones muy diversas, más azuladas (luz día),
más rojizas (bombilla), etc.
De esta forma podemos encontrarnos con dos objetos que bajo un tipo de luz se vean
del mismo color, pero que al iluminarlos con otra fuente luminosa se vean diferentes.
A este fenómeno se le denomina METAMERÍA.
La metamería se produce cuando dos objetos no tienen la misma curva de remisión y
por tanto pueden comportarse de diferente manera bajo distintas fuentes de iluminación.
La única forma de asegurar que no haya diferencia de color entre dos objetos es que
tengan las mismas curvas de remisión. Por ejemplo, en la reproducción del color de un
vehículo con la mezcla de varios básicos para el pintado de una pieza reparada, sólo
se puede asegurar que bajo ninguna circunstancia existirá metamería, si los pigmentos
empleados son los mismos que tiene la pintura del vehículo.
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LA SATURACIÓN DEL OJO Y LA PERCEPCIÓN POR CONTRASTE
Como toda percepción sensitiva, la sensación de color está sometida a los efectos típicos
de una percepción sensorial:
- Efecto de saturación.
- La percepción por contraste.
EFECTO DE SATURACIÓN
Cuando los receptores cromáticos sufren una sobreestimulación se produce la fatiga de
los mismos, adaptándose a un umbral de intensidad más alto. Por ello, si por ejemplo
los ojos son sometidos a una intensa luz azulada, azul celeste o cian (como puede
suceder un día despejado en la cumbre de una montaña nevada), los receptores del
color azul y el verde del ojo estarán saturados, no así los del rojo, que son estimulados
en menor medida. Si cesa esta intensidad luminosa, pasando a una zona resguardada,
con menor intensidad de luz, los receptores azules y verdes apenas darán señal de
percepción, mientras que los receptores del rojo funcionarán de forma normal; la
sensación que se tendrá será que la iluminación en ese momento es más roja. Con el
paso del tiempo este efecto irá desapareciendo, al ir recuperándose los receptores del
azul y el verde.
Como conclusión importante de este efecto es que no debe intentarse identificar o
comparar un color mirando fijamente las muestras y patrones, ya que se producirá la
fatiga de los receptores y se desvirtuará la percepción del color.
LA PERCEPCIÓN POR CONTRASTE
La percepción de los colores depende del entorno, esto es un hecho ampliamente
conocido; un cartón de color gris medio, situado sobre un fondo negro se vera de color
gris claro, mientras que situado sobre un fondo blando se verá de color gris oscuro.
Igual sucede si un cartón verde se sitúa sobre fondo amarillo o sobre fondo azul, entonces
se verá más azulado o más verdoso respectivamente.
Por ello es importante el entorno en que se realizan las operaciones relativas a la
identificación o composición de colores. El ideal será un entorno de colores grises medios,
nunca colores vivos, e iluminación suficiente y neutra también (luz día).
EL DALTONISMO
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El daltonismo es un trastorno en la visión que incapacita para determinar ciertos colores
o discernir entre ellos. El daltonismo es una enfermedad de carácter hereditario, y está
provocado por la ausencia, escasez o mal funcionamiento de alguno de los tipos de
conos de la retina del ojo. La forma más habitual de presentarse es la imposibilidad de
distinguir entre el verde y el rojo.
Este tipo de deficiencia las padecen entre el 4 y el 7 por ciento de los hombres, y
alrededor del 0.4 por ciento de las mujeres. Aunque en muchas ocasiones puede llegar
a pasar desapercibido.
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