La luz artificial utilizada para iluminar espacios públicos o el ambiente exterior, ha revolucionado la forma en la que vivimos y trabajamos al aire libre durante el período nocturno del día, pero este proceso trae aparejado ciertos costos. En este sentido, cuando la iluminación exterior se usa indiscriminadamente puede alterar la vida silvestre, afectar la salud humana, derrochar dinero y energía, contribuir al cambio climático y bloquear nuestra visión del cielo nocturno. Llamamos a este fenómeno: contaminación lumínica.
¿Cuál es el efecto más notable de la contaminación lumínica? Seguramente alguna vez has salido de noche para contemplar el cielo estrellado que se observa desde tu localidad. Y con certeza, seguro has notado que ese panorama estelar que tanto deseabas ver, se presenta arruinado por un brillo de fondo que quita oscuridad al cielo. Eso, es producto de la contaminación lumínica. Tal vez proviene de la luz exterior de un vecino o del resplandor combinado originado a partir del alumbrado público de todo el barrio o ciudad. De cualquier manera, la contaminación lumínica impide que prácticamente todos veamos un oscuro cielo nocturno.
Ejemplos de un cielo nocturno con escasa contaminación lumínica (izq.), y un cielo nocturno urbano (der.). Crédito: Instituto de Astronomía-UNAM
Con la idea de generar conciencia ante esta problemática, la Asociación Internacional por los Cielos Oscuros junto a la Unión Astronómica Internacional, entre otras organizaciones, han decidido celebrar cada año la Semana Internacional por los Cielos Oscuros, que en esta oportunidad se extiende desde el 19 al 26 de abril de 2020.
Ante esta iniciativa, nos interesa repasar algunos de los aspectos más relevantes en torno a este fenómeno que afecta a diferentes planos de la vida de humanos y de otros seres, abarcando ya no sólo a centros urbanos sino también a zonas rurales.
Perdiendo oscuridad
Ya de por sí, el cielo nocturno presenta un brillo natural de fondo que puede variar en intensidad dependiendo de la presencia o no de la Luna, y de la fase en la que esta se encuentre. Este brillo natural de cielo, está ocasionado por la dispersión que nuestra atmósfera realiza de la luz de los diferentes astros que observamos allá arriba.
Pero la luz artificial utilizada para iluminar en la noche el exterior, es también dispersada y reflejada por la atmósfera, aumentando el brillo del cielo y reduciendo el contraste entre los diversos objetos astronómicos y el fondo oscuro. Este efecto disminuye notablemente el porcentaje de objetos posibles de observar.
Esta dispersión y reflexión de la luz artificial por parte de la atmósfera, se debe principalmente a que las luminarias exteriores orientan gran parte de su luz hacia arriba, zonas no deseadas o innecesarias, escapándose como contaminación lumínica. Esto trae aparejado un gran derroche de energía que, como más adelante veremos, podría evitarse.
A partir de un atlas de contaminación lumínica realizado a nivel mundial (ver imagen inferior), se estima que más del 80% de los ciudadanos del mundo y más del 99% de los estadounidenses y europeos viven bajo un brillante y contaminado cielo nocturno. Esto no es solo un problema de metrópolis y áreas urbanas, también afecta a zonas rurales. Por ejemplo, la región del “Valle de la muerte” en California, Estados Unidos, presenta un cielo nocturno contaminado por un resplandor que proviene de las luces de ciudades como Las Vegas y Los Ángeles, que están a 80 y 150 km de distancia, respectivamente.
Singapur es el país más contaminado lumínicamente, donde toda la población vive bajo cielos tan brillantes que sus ojos nunca pueden adaptarse por completo a la visión nocturna. Asimismo, Kuwait, Qatar, Emiratos Árabes Unidos y Arabia Saudita también experimentan este nivel de contaminación. Por el contrario, los países con poblaciones menos afectadas por este fenómeno son Chad, República Centroafricana y Madagascar, con más de las tres cuartas partes de su población viviendo en condiciones de cielos nocturnos altamente oscuros.
En Argentina, la situación presenta matices regionales, siendo las zonas centrales y más pobladas del país, como Buenos Aires, Córdoba y Santa Fe, las más afectadas por la contaminación lumínica del cielo.
Mapa mundial del brillo artificial del cielo nocturno en relación a su brillo natural. Cuanto más brillante es el color presente en una zona, mayor es el brillo artificial del cielo. Crédito: Sky & Telescope.
Con el objetivo de cuantificar el nivel de contaminación lumínica de un cielo nocturno, y con ello, de estimar la calidad de un cielo oscuro, John E. Bortle desarrolló en 2001 una escala de oscuridad del cielo. La misma tiene 9 niveles, siendo el nivel 1 el de los cielos más oscuros observados en la Tierra y el nivel 9 el del cielo más brillante, visto desde el centro de una gran ciudad (ver imagen inferior). Para citar algunos ejemplos de la calidad de los cielos nocturnos observados en Argentina, podemos decir que, según estimaciones, en la región de Santa Rosa de Calamuchita, la contaminación lumínica alcanza los niveles 4 y 5 de la escala de Bortle. Mientras que en la región del Complejo Astronómico El Leoncito, en San Juan, donde se encuentra el telescopio más grande de Argentina, el cielo nocturno presenta un brillo correspondiente al nivel 3 en esta escala.
Combinación de diferentes imágenes simuladas que muestran el aspecto y brillo de los diferentes cielos nocturnos de acuerdo a la escala de Bortle. Crédito: Sky & Telescope.
Impacto en la cultura
La pérdida de cielos oscuros producto de la contaminación lumínica, impacta en las relaciones simbólicas que las diferentes sociedades han establecido con el cielo nocturno. Tanto para muchas tradiciones a lo largo del tiempo y en todo el planeta, como para la astronomía académica, un oscuro cielo estrellado resulta de fundamental importancia.
Con el aumento del brillo del cielo se hace cada vez más difícil de observar detalles y objetos en el cielo como los brazos de la Vía Láctea, fundamental en muchas cosmologías indígenas y campesinas; por lo que este fenómeno de contaminación lumínica genera cambios en las construcciones socio-culturales elaboradas a partir de la percepción del cielo nocturno.
En el contexto de la ciencia, la pérdida de oscuridad de los cielos nocturnos perjudica al estudio astronómico, afectando en la observación, registro y análisis físico de los cuerpos celestes. Por un lado, 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, 36% menos efectivo, ya que requiere de más tiempo de exposición, o de registro de luz, para observar un mismo objeto y así compensar el efecto de la pérdida de contraste por contaminación lumínica.
Además, la luz artificial dirigida al cielo contamina los registros de descomposición de la luz en colores, o espectros electromagnéticos de los objetos astronómicos (ver figura inferior). La astronomía observacional estudia dichos espectros para conocer la composición química, distancia o velocidad de los objetos. En particular el alumbrado público contamina con diferentes colores el brillo de la atmósfera por lo que afecta en mayor o menor proporción a los espectros astronómicos. Se sabe que las lámparas de sodio de baja presión son las menos contaminantes, mientras que las lámparas incandescentes y de haluros metálicos (luces de mercurio), son las que más aportan a la contaminación lumínica en diferentes rangos del espectro.
Es por todo esto que los cielos oscuros presentan una dimensión socio-cultural sumamente importante. Consciente del valor social, cultural y científico del cielo, así como del papel relevante de la ciencia en la cultura, en el año 2003 la UNESCO junto con la Unión Astronómica Internacional (IAU) crearon la Iniciativa Temática “Astronomía y patrimonio”, reconociendo la importancia de la astronomía en el patrimonio humano en todo el mundo a lo largo del tiempo. Luego, en 2007, la IAU y la UNESCO participaron en la Conferencia Internacional en Defensa de la Calidad del Cielo Nocturno y el Derecho a Observar las Estrellas, que se celebró en la Isla de La Palma, en el archipiélago canario (España). De este encuentro internacional surgió la Declaración sobre la Defensa del Cielo Nocturno y el Derecho a la Luz de la Estrellas. A la vez, de esta declaración la UNESCO propone una nueva categoría de sitios patrimoniales: las reservas StarLight (Luz de las Estrellas, en inglés). Una reserva StarLight es un espacio territorial en donde se establece un compromiso por la defensa de la calidad del cielo nocturno y el acceso a la luz de las estrellas. Tiene como función la preservación de la calidad del cielo nocturno y de los diferentes valores asociados, ya sean tradicionales, científicos/astronómicos, paisajísticos o naturales. En Sudamérica, hasta el momento, sólo existe un sitio declarado reserva StarLight, el Parque Nacional de Fray Jorge en Chile.
Una amenaza para la vida silvestre
Durante miles de millones de años, diferentes formas de vida en la Tierra han desarrollado hábitos de fuerte dependencia con los períodos del día y la noche. Todos los animales, las plantas y todos los organismos muestran algún tipo de variación rítmica fisiológica (tasa metabólica, producción de calor, floración, etc.) que suele estar asociada con un cambio ambiental rítmico. Pero con el proceso de iluminación artificial nocturna de los espacios exteriores, se ha generado una irrupción en estos ciclos que afecta a ecosistemas y por lo tanto a muchas especies en el planeta.
Los mamíferos nocturnos duermen en el día y están activos durante la noche. La contaminación lumínica interrumpe su ciclo de actividades diarias.
Las tortugas marinas viven en aguas oceánicas, pero nacen de huevos que han sido depositados en las playas. Una vez que rompen el cascarón y salen de sus huevos, estas tortugas buscan el mar a partir de la detección del brillo del mar observado en el horizonte. Las luces artificiales pueden alejarlas del mar dejándolas varadas en la tierra. Por ejemplo, sólo en Florida, millones de tortugas varadas mueren producto de este fenómeno de iluminación artificial nocturna.
Así también, es sabido que muchos insectos son atraídos hacia la luz, pero la luz artificial puede crear una atracción fatal. Al reducir las poblaciones de insectos en determinados ecosistemas, se impacta negativamente en la vida de las especies que dependen de los insectos para alimentarse o como método de polinización. A la vez, existen otros insectos, como los escarabajos peloteros africanos (Scarabaeus satyrus), quienes particularmente en noches sin Luna, se orientan con la Vía Láctea para realizar sus desplazamientos, por lo que la contaminación lumínica al borrar este rasgo del cielo los afectaría sensiblemente en esas noches.
La luz artificial pone en peligro a muchas especies de aves. En este caso, algunas aves migratorias dependen de ciclos específicos como las estaciones, que generan una variación periódica de la intensidad de luz solar recibida en cierto lugar del planeta durante el año. La iluminación artificial exterior puede causar que migren muy temprano o muy tarde, perdiendo las condiciones favorables para realizar el proceso de anidación.
Otras aves que migran o cazan de noche se guían por la luz de la Luna o de las estrellas y las luces artificiales de los centros urbanos las hacen perder el curso establecido; generando que millones de aves mueran todos los años al colisionar con edificios iluminados.
Daños en la salud de los humanos
También los seres humanos evolucionaron con los ritmos que imponen los ciclos de luz y oscuridad del día y de la noche. En este sentido, los ritmos que caracterizan al cuerpo humano, nuestro reloj biológico, siguen el denominado ciclo circadiano. En pocas palabras, este es un patrón que regula el dormir y el despertar o estar activo, a través del ciclo día-noche. Por ejemplo, en respuesta al ritmo circadiano nuestro cuerpo produce melatonina, una hormona que nos ayuda a mantenernos saludables al inducir el ciclo del sueño y estimular el sistema inmunológico.
Ante esta relación, la luz artificial nocturna se presenta como un factor que puede irrumpir en la sucesión del día y la noche afectando nuestros ritmos biológicos. Pues, la exposición a la luz artificial en la noche, suprime la producción de melatonina y puede incrementar los riesgos de contraer cáncer y otras enfermedades. Según estudios de la Asociación Americana de Medicina, en particular, las luminarias que en la noche emiten abundante luz en el rango azul del espectro electromagnético, son altamente dañinas. La mayoría de los LEDs usados para la iluminación exterior, pantallas de computadora, televisores, entre otros dispositivos electrónicos emiten luz azul.
Por otra parte, las deficiencias en las formas de iluminación exterior como en el caso de luminarias públicas que dirigen su luz hacia arriba y no hacia abajo, degradan la visión de conductores y peatones al disminuir el contraste. Esto a la vez limita las posibilidades de ver, de distinguir relieves y objetos, generando incapacidad visual y condiciones para accidentes de tránsito; siendo las personas de mayor edad las que se ven especialmente afectadas por estas condiciones.
¿Qué podemos hacer para regular la contaminación lumínica?
Aunque según las estimaciones, los centros urbanos del mundo seguirán creciendo junto con su actividad nocturna y consecuente iluminación artificial exterior, existen algunas consideraciones que pueden implementarse para regular esta iluminación nocturna. Controlar la contaminación lumínica beneficia la preservación de la calidad de los cielos oscuros para el desarrollo de investigaciones científicas y la continuidad de diversas relaciones simbólicas con el espacio celeste de otras tradiciones a lo largo del mundo; mejora la calidad de vida de las personas y protege el medio ambiente, favoreciendo además el ahorro energético en las ciudades e industrias.
En este sentido, la declaración StarLight sobre la Defensa del Cielo Nocturno y el Derecho a la Luz de la Estrellas elaborada por UNESCO y la IAU establece algunas recomendaciones generales para la instalación de alumbrado exterior. En estas recomendaciones se aborda la protección del cielo nocturno, el uso racional de la energía, la calidad de vida y la protección del paisaje y fauna nocturna. Las presentes recomendaciones están basadas en las desarrolladas por la Oficina Técnica de Protección del Cielo del Instituto de Astrofísica de Canarias, España.
Como orientaciones y criterios generales se recomiendan los siguientes aspectos:
- El nivel de iluminación debe reducirse al mínimo aceptable para cada caso,
- El área afectada por la fuente de iluminación debe ser la menor posible según la necesidad,
- La duración del tiempo de iluminación debe ser el menor posible, y
- Los sistemas de iluminación empleados deben minimizar la cantidad de emisiones ultravioletas.
Por otra parte, diseñar un sistema de iluminación inteligente y responsable con la calidad del cielo nocturno, o invertir los efectos actuales de la contaminación lumínica requiere previamente saber:
- ¿Dónde es realmente necesaria la iluminación y que servicio útil presta?
- ¿Cuánta iluminación, y que tipo de luz necesitan las áreas, edificios y objetos que es necesario iluminar?
- ¿Qué efectos indeseados puede acarrear el iluminar una zona? Beneficios e impactos.
Una vez establecidas estas premisas, a la hora de realizar la instalación de luminarias se recomienda guiarse por las siguientes recomendaciones que apuntan a evitar la emisión de luz directa hacia el cielo y el horizonte:
- Elegir luminarias que minimicen la cantidad de flujo luminoso dirigido hacia el cielo. Las luminarias elegidas deben procurar emitir menos del 2% del flujo luminoso por encima del horizonte (ver figura inferior). En el caso de las zonas de reservas StarLight de cielos oscuros, este parámetro debe ser lo más próximo a cero.
- Al elegir luminarias de uso vial, debe maximizarse la proporción de luz emitida hacia el lado de la calzada, reduciendo la proporción de luz intrusa dirigida al entorno y viviendas.
- Para instalaciones deportivas y recreativas, procurar usar sólo proyectores asimétricos, con asimetrías adecuadas, sin inclinación (vidrio frontal en horizontal), evitando apuntamientos (dirección de la intensidad máxima) de proyectores con ángulos superiores a 70º. Ello limita el deslumbramiento y la emisión de luz intrusa.
- Reducir la cantidad de avisos y letreros luminosos entre otros dispositivos de iluminación nocturna con fines publicitarios.
Ejemplos de cómo las luminarias deben dirigir su luz para evitar la contaminación lumínica. Crédito: Instituto de Astronomía-UNAM.
Por último, respecto al ahorro de energía y protección del medio ambiente, la declaración StarLight recomienda:
- Elegir siempre las lámparas más eficientes en términos energéticos, con un espectro luminoso ambientalmente responsable, con nula o muy baja emisión ultravioleta. Como referencia, este tipo de lámparas atraen hasta tres veces más insectos que las de vapor de sodio, produciendo reducciones en la biodiversidad de los entornos naturales con efectos que alcanzan 1 km de distancia. También son conocidas las repercusiones negativas de la luz ultravioleta sobre la salud humana.
- Utilizar como primer objetivo lámparas cuyo conjunto lámpara/luminaria ofrecen la iluminación más eficiente.
- Elegir lámparas cuyo espectro luminoso tenga los menores efectos sobre el incremento del brillo artificial del cielo nocturno. La luz blanca-azulada es la más dañina por lo que en la actualidad la forma más efectiva de conservar la calidad del cielo nocturno es el uso de fuentes de luz monocromáticas o cuasi-monocromáticas, como es el caso de la utilización de lámparas de vapor de sodio de baja presión. Estas lámparas emiten mayoritariamente en una muy estrecha banda en la parte amarilla del espectro.
Como vemos, hay muchas cosas que podemos hacer para reducir la contaminación lumínica. Existen lugares en el mundo en los cuales estas acciones ya se han transformado en política pública. Ciudades y regiones de España, Estados Unidos y el norte de Chile han elaborado reglamentaciones, ordenanzas y leyes que apuntan a regular el alumbrado público y exterior en general. Hasta el momento sólo un país, la República Checa, ha conseguido extender a todo su territorio un marco legal que proteja la oscuridad de sus cielos nocturnos.
Ejemplo de luminarias instaladas en la vía pública en el norte de Chile, diseñadas para reducir la emisión de luz hacia arriba y controlar la oscuridad del cielo nocturno. Crédito: Oficina de Protección de la Calidad del Cielo del Norte de Chile.
En Argentina, existen antecedentes de políticas públicas orientadas a conservar la oscuridad del cielo nocturno y a regular el alumbrado público o exterior. Además de la Ley de 1997 de Protección de la Calidad del Cielo en las inmediaciones del Complejo Astronómico El Leoncito en San Juan (Ley 5771); en la ciudad de Malargüe, en el sur de la provincia de Mendoza, se sancionó el 14 de abril de 2005 una ordenanza, a través de la cual se protege al cielo de contaminación lumínica.
Teniendo en cuenta la complejidad que plantea esta problemática, intentemos, en esta Semana Internacional por los Cielos Oscuros, aportar desde nuestro lugar, a través de acciones o diálogos que nos permitan tomar conciencia acerca del fenómeno de la contaminación lumínica y su impacto en el medio ambiente, la cultura y la salud humana.
Fuentes:
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/measuring-the-impacts-of-light-pollution/
https://www.lightpollutionmap.info/#zoom=3&lat=-3467148&lon=-5635084&layers=B0FFFFFTFFFFFFFF
https://www.astroscu.unam.mx/IA/index.php?option=com_content&view=article&id=673&Itemid=273&lang=es
Luginbuhl, C.B., et al., 2009, Lighting and astronomy, Physics Today 62(12): 32-37.
https://www.fundacionstarlight.org/en/cmsAdmin/uploads/o_1bfrg9fml3pe9l0c4e14n3otpc.pdf
https://guaix.fis.ucm.es/reecl/node/87
Lic. Armando Mudrik
