Contaminación Lumínica

Apaga una luz, enciende una estrella.

La contaminación lumínica se define como el flujo luminoso proveniente de fuentes artificiales de luz que provoca el aumento del brillo del cielo nocturno, disminuyendo la visibilidad de los cuerpos celestes. Es innecesaria tanto su intensidad, uso, dirección de alumbrado y horarios de funcionamiento dadas las actividades para las que originalmente fue diseñada.

El mal aqueja principalmente a las zonas urbas, suburbanas e industriales. Conoce un mapa de las regiones iluminadas en la Tierra tomado desde el espacio) [1].

Tu puedes constribuir a que tengamos cielos más oscuros en la ciudad con acciones fáciles de realizar y al mismo tiempo ahorrarás energía. En la Figura 1 te presentamos la diferencia que se puede lograr.

Figura 1. Ejemplo de cielos nocturnos rurales (izq.) y cielos metropolitanos (der.). [2]

Origen y tipos

La contaminación lumínica se refiere a muchos tipos de problemas producto del uso ineficiente, innecesario y extremo de fuentes de luz artificial. Dicha contaminación aumenta el brillo del cielo nocturno a través de la reflexión y difusión de la luz artificial en las partículas que conforman la atmósfera terrestre, disminuyendo la visibilidad de cuerpos celestes.

Existen categorías específicas sobre el mal uso de luz artifical: brillo celeste, sobre-iluminación, resplandor y abarrotamiento.

Brillo celeste

Es la combinación de toda la luz que escapa al cielo desde zonas iluminadas y que se dispersa en la atmósfera terrestre, aumentando el brillo del cielo nocturno y ocultando hasta el 90% de las estrellas (ver Figura 1).

Sobre-iluminación

Es el uso excesivo de luz artificial, puede respresentar entre el 30 y 60% del consumo energético y producto de usos inadecuados que mencionamos a continuación:

No usar temporizadores para apagar la luz cuando no es necesaria.
Uso de altos niveles de iluminación para tareas que no lo requieren.
Incorrecta proyección de la luz hacia áreas que no la necesitan.
Falta de mantenimiento en el equipo de iluminación, lo que resulta en un mayor gasto energético.
El uso de iluminación artificial cuando se puede utilizar la luz natural.

Resplandor

Existen diversas categorías de resplandor [3]: resplandor cegador, resplandor deshabilitante y resplandor molesto.

El primero es generado por fuentes extremadamente luminosas, como el Sol, provocando pérdida de vista temporal o permanente; el segundo es generado por fuentes temporales e intensas de luz, que disminuyen el contraste y la capacidad visual (por ejemplo, luces altas de un automóvil visto de frente); el tercero solamente representa molestia y fatiga producto de la exposición continua a fuentes de luz.

Abarrotamiento

Es el uso excesivo y mala colocación de luz artificial, en particular en vías de tránsito y anuncios comerciales. Puede generar confusión y distracción en situaciones delicadas (por ejemplo, en la aviación comercial).

Consecuencias

Afectación Astronómica

El más preocupante daño de la contaminación lumínica es cómo incide en la astronomía:

Reduce hasta en un 90% la cantidad de objetos celestes que se pueden observar a simple vista.
Limita la capacidad de observación de los telescopios profesionales.

Por ejemplo, bajo contaminación lumínica considerable, un telescopio con un espejo primario de 5 metros de diámetro funciona como si fuera uno de 4 metros, 37% menos efectivo (área=πr²) ya que requiere de más tiempo de exposición para observar un mismo objeto y así compensar el efecto de la contaminación lumínica. [4]
Contamina los espectros de objetos astronómicos (ver Figura 2).

La astronomía observacional se basa en el estudio de la luz de los objetos celestes, dicha luz se descompone en colores para conocer su composición química, distancia o velocidad de los objetos. En particular el alumbrado público contamina con diferentes colores el brillo celeste de la atmósfera, se sabe que el menos contaminante es la luz de sodio de baja presión y el más las luces incandecentes y los hálidos metálicos (luces de mercurio).

Gasto energético

Existen estimaciones que apuntan que hasta el 50% de la iluminación se utiliza en zonas no deseadas o innecesarias, escapándose como contaminación lumínica. Si combatimos dicho efecto se puede ahorrar la mitad de la cuenta de luz si se apunta de forma adecuada y se utiliza la cantidad de luz estrictamente necesaria.

Efectos en la salud

Existen varios estudios médicos que apuntan a un incremento en dolores de cabeza, fatiga, ansiedad y estrés ante la sobre-exposición de luz o el uso de un tipo de luz con respecto a otra.

Figura 2. Cantidad del espectro electromagnético contaminado dependiendo del tipo de luz.
LPS = luz de sodio de baja presión; HPS = luz de sodio de alta presión; MH = hálido metálico; LED = diodo emisor de luz; Inc = luz incandecente. [4]

Soluciones

En el exterior de tu casa

Seguramente te preguntarás si como individuo puedes hacer la diferencia, la respuesta es un definitivo sí.
¿Cómo? Hazte estas 6 sencillas preguntas y sigue las sugerencias:

Pregúntate: ¿esto requiere estar iluminado? Luz solamente donde se requiere. Suena sencillo, pero es difícil mantenerlo en mente en la práctica.
Has decidido que algo requiere estar alumbrado. ¿Requiere estar iluminado todo el tiempo? Por ejemplo, un jardín o azotea, ¿requiere luz toda la noche? Utiliza detectores de movimiento para que se enciendan las luces solamente cuando se necesite; además, ahorrarás hasta 90% en tu cuenta de luz.
¿Por qué requerir un foco tan potente? Utiliza solamente la cantidad de luz requerida. Si no vas a realizar una operación a corazón abierto en tu jardín o azotea, no compres siempre el foco con el mayor número de watts.
¿En verdad requieres que el foco ilumine un área diferente al suelo o una pared? Dirige la luz solamente a donde lo necesites. Más de la mitad de la luz se escapa hacia arriba, por ello te sugerimos utilizar pantallas u otros medios para bloquear la luz y apuntarla únicamente hacia abajo o donde sea necesario.
¿Una actividad rápida en la oscuridad, en verdad requiere de un foco? Si vas a salir solamente un momento a la oscuridad, lo más probable es que no necesites luz para ver. Basta pasar un minuto acostumbrando tus ojos a la oscuridad para poder ver con claridad varios detalles y caminar con seguridad. Además, si acostumbras tus ojos, es más fácil que veas las estrellas en ese momento de actividad nocturna.
¿Has informado a los demás? Mientras más personas conozcan los beneficios económicos, ambientales y astronómicos de disminuir la contaminación lumínica, más pronto y mejor veremos miles de estrellas en el firmamento.

En la industria y en la calle

Sugerimos utilizar luces de sodio de baja presión, contaminan la menor cantidad del espectro electromagnético y pueden ser casi tan eficientes como los LEDs (que son muy contaminantes).
Recomendamos instalar molduras en luces públicas que dirigan la luz al suelo y que no permitan escapar la luz en otras direcciones (ver Figura 3). Existen múltiples opciones comerciales certificadas para reducir la contaminación lumínica.
En la medida de lo posible no ilumines edificios públicos con lámparas que apunten hacia el cielo.

Figura 3. Ejemplo de cómo dirigir la luz artificial y su efecto en el brillo celeste.

Contaminación Lumínica en México

Fuente: Dark Sky Finder

No existe un mapa especialmente realizado que muestre la contaminación lumínica en México. Lo más cercano es Dark Sky Finder, una herramienta gratuita en internet realizada por Jonathan Tomshine para Estados Unidos de América. El autor advierte que no es un mapa muy exacto para México, pero ante la ausencia de otra herramienta es la mejor que se puede utilizar. Puedes consultar el mapa interactivo.

Escala de la oscuridad del cielo de Bortle

La escala de la oscuridad del cielo de Bortle fue creada por John E. Bortle y su objetivo es medir el brillo del cielo nocturno, apareció en el número de febrero de 2001 de la revista Sky & Telescope [5]. La escala tiene 9 niveles, siendo el nivel 1 el de los cielos más oscuros existentes en la Tierra y el nivel 9 el del cielo visto desde el centro de una ciudad.

Clase	Título	Identificador	Mangitud límite a simple vista	Descripción
1	Cielo oscuro excelente	negro	7.6 - 8.0	La galaxia M33 es observable a simple vista sin problemas y las regiones de la Vía Láctea de las constelaciones de Escorpión y Sagitario proyectan sombras en el suelo. Júpiter y Venus, debido a su alto brillo, dificultan adaptar al ojo a la oscuridad. Es imposible ver los alrededores. La luz zodiacal (luz del Sol dispersa por polvo cósmico en nuestra vecindad) y la banda zodiacal son visibles.
2	Cielo oscuro típico	gris	7.1 - 7.5	La galaxia M33 es observable a simple vista. La Vía Láctea aparece morfológicamente muy compleja en verano. Las nubes únicamente son visibles cómo zonas oscuras sin estrellas, no observamos mayor detalle en ellas. Los alrededores son visibles y débilmente generan siluetas contra el cielo. Muchos cúmulos globulares del catálogo Messier son aún observables a simple vista. La luz zodiacal se ve amarillenta y proyecta sombras al alba y al crepúsculo.
3	Cielo rural	azul	6.6 - 7.0	Se aprecia algo de contaminación lumínica en el horizonte, dónde las nubes aparecen iluminadas. La Vía Láctea sigue apareciendo compleja. La luz zodiacal aparece impresionante en primavera y otoño y aún puede apreciarse su color. Los alrededores son difíciles de ver. Se complica observar a M33.
4	Transición entre cielo rural y suburbano	verde/amarillo	6.1 - 6.5	Varios resplandores de contaminación lumínica son visibles en varias direcciones sobre el horizonte. La Vía Láctea sigue siendo espectacular, pero empieza a perder detalles. M33 es difícil de observar. Las nubes reflejan la contaminación lumínica. Es fácil ver los alrededores, incluso en la distancia. La luz zodiacal es aún visible, pero no tan impresionante, llegando hasta el cénit en primavera.
5	Cielo suburbano	anaranjado	5.6 - 6.0	La Vía Láctea aparece muy débil ó invisible cerca del horizonte. Se ven fuentes de luz en todas ó casi todas las direcciones. Las nubes aparecen considerablemente más brillantes que el cielo. La luz zodiacal sólo es débilmente visible en las mejores noches de primavera y otoño.
6	Cielo suburbano brillante	rojo	5.1 - 5.5	La Vía Láctea sólo es visible cuando se encuentra en el cénit. El cielo, hasta una altura de 35° sobre el horizonte, aparece gris-blanco. Las nubes aparecen brillantes en cualquier parte del cielo. M33 sólo es visible con instrumentos cómo binoculares y la galaxia de Andrómeda es débilmente visible a simple vista. La luz zodiacal es invisible.
7	Tranisición entre cielo suburbano y urbano	rojo	5.0 en el mejor caso	Todo el cielo tiene un tono gris-blanco, y pueden apreciarse fuentes de luz en todas direcciones. La Vía Láctea es invisible y la Galaxia de Andrómeda pueden verse con dificultad a simple vista. Incluso con telescopios de apertura moderada, los objetos Messier más brillantes aparecen con mucho menor calidad que en cielos mejores.
8	Cielo urbano	blanco	4.5 en el mejor caso	El cielo brilla de color blanco ó anaranjado, y su luz permite leer. Solo los observadores experimentados pueden ver la galaxia de Andrómeda. Solo con telescopio pueden verse los objetos Messier más brillantes. Las estrellas más brillantes y familiares de las constelaciones pueden ser invisibles ó en el mejor de los casos débilmente visibles.
9	Cielo de centro de ciudad	blanco	4.0 en el mejor caso	El cielo brilla intensamente y muchas estrellas, así como constelaciones formadas por estrellas débiles, son invisibles. A excepción de las Pléyades, no hay ningún objeto Messier observable a simple vista. Los únicos objetos que pueden verse todavía en dichas condiciones son la Luna, los planetas y poco más.

Figura 4. Número de estrellas visibles por magnitud en todo el mundo. El número final de estrellas observables debe dividirse entre 2 (debido a que hay dos hemisferios en la Tierra). [6]

Bibliografía:

[1] Astronomy Picture of the Day, 07/12/2012; Crédito: NASA, NOAA NGDC, Suomi-NPP, Earth Observatory.
[2] Wikipedia
[3] Minzon, B., Light Pollution, 2002, Springer, Singapore, 216 p.
[4] Luginbuhl, C.B., et al., 2009, Lighting and astronomy, Physics Today, U.S.A., 32-37.
[5] Bortle, J. E., The Bortle Dark-Sky Scale, 2001, Sky and Telescope, U.S.A., 2, 126-129.
[6] www.stargazing.net/david/constel/howmanystars.html