CONTAMINACIÓN LUMÍNICA

Grupo de Investigación

Bienvenida

Un sitio que presenta el trabajo que desarrolla el Grupo de Investigación en Contaminación Lumínica de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV).

Introducción

En Chile se encuentran una serie de observatorios astronómicos que se ven afectados por la contaminación lumínica nocturna. El Decreto Supremo 43 del 2012 del Ministerio del Medio Ambiente es la Norma de Emisión para la Regulación de la Contaminación Lumínica en el Norte de Chile.

En 2019 comenzó un proceso de revisión de la norma que terminó con una nueva norma que está pronta a aplicarse. Esta norma declara que "el cielo nocturno constituye un verdadero patrimonio para la humanidad" y que expande la aplicación de la norma a todo Chile que expande la aplicación de la norma a todo Chile y adiciona restricciones mucho más estrictas referentes al contenido azul de las fuentes de luz.

Desde hace más de 50 años el Laboratorio de Fotometría y Control de Calidad de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la PUCV trabaja en asuntos relacionados con la luz, la iluminación y por eso también con la contaminación lumínica y ha sido un referente y pionero a nivel nacional de estos temas. Desde 2019 los profesores del LabSens han colaborado con el profesor Iván Kopaitic, Jefe del Laboratorio de Fotometría y Control de Calidad, en algunos proyectos de titulación relacionados con la medición de la contaminación lumínica. De ahí surgió, en 2022, la idea de generar una nueva línea de investigación y desarrollo en contaminación lumínica en la Escuela de Ingeniería Eléctrica. El Director de Escuela solicitó al prof. Fingerhuth que dirija esa área, lo que se tradujo en la postulación y adjudicación de proyectos de investigación con la participación de varios académicos de la Escuela de Ingeniería Eléctrica.

Proyecto Investigación FONDEF 2022-2024

El grupo de investigadores de la PUCV presentó al concurso FONDEF IDeA IT 2021 el proyecto Spectrum & SkyGlow Monitor que busca apoyar, junto a varias instituciones, al Ministerio del Medio Ambiente Chileno, en su labora de controlar la contaminación lumínica.

En particular, el proyecto presenta propuestas para el desarrollo de tecnología de medición de la contaminación lumínica de tal forma que el Ministerio del Medio Ambiente tenga herramientas para medir la contaminación lumínica y su cambio en el tiempo.

El proyecto tiene una duración de 24 meses, comenzando en el mes de Mayo del 2022, siendo dirigido por el Dr. Sebastián Fingerhuth.

¿Qué es la contaminación lumínica?

La contaminación lumínica se define como la alteración del brillo natural del cielo nocturno a raíz de fuentes artificiales. Se genera cuando la luz interactúa con la atmósfera, produciendo difusión y reflexión en gases, aerosoles y en partículas en suspensión [1].

Algunas de las razones por la cual se genera la contaminación lumínica es por el exceso de iluminación en un sector, consumiendo más energía de la cual se requiere; un mal plan de energía, el cual puede presentar una tecnología de iluminación ineficiente; o el hecho de que el consumo energético debe ser elevado, como en las zonas industriales. Este fenómeno afecta principalmente las zonas urbanas, las cuales presentan una gran población y por consecuencia un gran consumo energético, sin embargo, la contaminación lumínica no es excluyente con ningún sitio.

La luz irradiada por una ciudad, un pueblo, o cualquier tipo de zona genera contaminación lumínica a sí misma. Sin embargo, esta se puede extender a lugares o paisajes alejados desde el punto de emisión, debido a que la luz se propaga en todas las direcciones. Debido a lo anterior, se puede concluir que una zona puede ser afectada por dicho fenómeno a pesar de no disponer de ninguna fuente de iluminación artificial. Además, la contaminación lumínica en un sector puede ser a generada por una o más fuentes.

Existen distintos factores a tomar en consideración al momento de evaluar la contaminación lumínica como, por ejemplo, las condiciones atmosféricas y meteorológicas. El hecho de que las nubes dispersan y reflejan luz, expandiendo la visualización de la luz hasta decenas de kilómetros de distancia de la fuente de iluminación [2]. Una noche despejada, sin nubes o con un espesor óptico delgado puede tener un cielo oscuro, sin embargo, la iluminación puede aumentar bastante si el cielo presenta una cobertura de nubes [3]. Además, se debe considerar que existen distintos tipos de nubes y a distintas alturas. Otro factor que se puede mencionar son los obstáculos que se encuentran en el entorno, que pueden aumentar o disminuir la contaminación. Debido a los variados factores que afectan la contaminación lumínica hacen que este fenómeno sea complejo de estudiar.

En Chile se encuentra vigente la Norma de Emisión para la Regulación de la Contaminación Lumínica, la cual se aplica desde 1998 en las regiones de Antofagasta, Atacama y Coquimbo. La regulación tiene como objetivo evitar la emisión de luz hacia el cielo, además de promover tecnologías que no emitan espectro con longitudes de onda fuera del rango del ojo humano, el cual puede dificultar la observación astronómica. Algunos de los puntos que emplea esta normativa es la restricción de la emisión del flujo radiante directamente hacia el cielo y algunas emisiones espectrales de las lámparas. Además, define el término "Alumbrado de Exteriores" y clasifica distintas fuentes luminosas en dicha definición. Otra acción que toma la normativa es el de exigir una certificación emitida por un laboratorio autorizado por la SEC a las luminarias [9].

Contaminación lumínica en área urbana. [https://www.ceupe.com]

Tipos de contaminación lumínica

La contaminación lumínica tiene distintas maneras de manifestarse a través del día a día [4]. A continuación, se presentan los distintos tipos:

Dispersión hacia el cielo

Se manifiesta como un halo luminoso sobre las ciudades, el cual puede ser visualizado hasta a centenares de kilómetros de la fuente luminosa. Este fenómeno ocurre cuando la luz interactúa con partículas de la atmósfera, desviando los rayos luminosos en todas las direcciones. El efecto puede ser más intenso si la atmósfera se encuentra contaminada como, por ejemplo, con humos, o si existe humedad ambiental.

Halo luminoso en el cielo

Luz de alumbrado público invade edificio

Invasión lumínica

A raíz de la reflexión de la luz en suelo, paredes u otras superficies en las calles, esta procede a entrar por ventanas a edificios. De esta manera, la luz artificial invade las viviendas, generando efectos principalmente en la salud humana con respecto a los ciclos circadianos.

Deslumbramiento

Este fenómeno ocurre cuando una fuente artificial ilumina de manera directa sobre el ojo, lo cual produce molestias en la visión de la persona o la dificulta en comparar superficies u objetos en el entorno. El efecto aumenta a medida en que la vista se adecúa más a la oscuridad.

Deslumbramiento por parte de un vehículo

Definición usada en el proyecto FONDEF

El proyecto FONDEF IT21i0022 se centra en el Skyglow o Brillo del Cielo Nocturno y se define como la alteración del brillo natural del cielo nocturno a raíz de fuentes artificiales. Se genera cuando la luz interactúa con la atmósfera, produciendo difusión y reflexión en gases, aerosoles y en partículas en suspensión y se manifiesta como un halo luminoso sobre las ciudades que impide la correcta observación astronómica profesional y aficionada, así como afectar las rutas de migración de aves, entre otros.

Efectos de la contaminación lumínica

El impacto que produce la contaminación lumínica no se centra únicamente en los cielos nocturnos. Mediante estudios realizados a través del tiempo se han reconocido algunos de los efectos que produce la luz artificial en distintos ámbitos. A continuación, se presentan las algunas de las consecuencias de la contaminación lumínica.

Observatorio Tololo, Chile

Astronomía

Los efectos más notables se presentan en los estudios de los astros. Cada vez existen menos lugares para apreciar un cielo nocturno lleno de estrellas. Según un informe realizado en 2001, al menos un 66% de la población de Estados Unidos y más del 50% en Europa no tienen los medios para observar la Vía Láctea [5]. Debido a lo anterior, muchos observatorios astronómicos han cerrado o disminuido su actividad por la reducción del cielo nocturno.

Flora y Fauna

La contaminación lumínica afecta a diversos árboles para seguir los cambios climáticos o estacionales, afectando en consecuencia a los animales que dependen de dicha flora. En ratas se ha demostrado que disminuye la producción de melatonina, llegando a una reducción del 87% durante un periodo de 24 horas frente a altos niveles de luminancia [6]. Otro de los muchos impactos que tiene el brillo artificial es la desorientación en las aves que se guían por la luz, desgastándolas físicamente o causando la colisión con alguna estructura [7].

Koala durmiendo en un árbol

Luz artificial interactuando en personas

Salud de las personas

El exceso de luz artificial puede producir efectos biológicos severos e irreversibles en la retina del ojo humano, dependiendo de cuánto tiempo se está expuesto [8]. Además, existe la posibilidad de alterar el ritmo circadiano, disminuyendo la producción de melatonina ya que esta se genera en la oscuridad. Debido a lo anterior, también puede provocar estrés en las personas, y en numerosos estudios sugieren que la contaminación lumínica podría desarrollar cáncer [5].

Bibliografía

[1] C. Martínez, G. Escolar, y G. Pulido, «CONTAMINACIÓN LUMÍNICA», p. 6.

[2] D. E. Lolkema y M. Haaima, «Contact: D.E. Lolkema RIVM dorien.lolkema@rivm.nl», p. 34.

[3] D. E. Lolkema, M. Haaima, P. N. den Outer, y H. Spoelstra, «Effects of meteorological and atmospheric conditions on night sky brightness», Malaysia, dic. 2011, pp. 117-127. doi: 10.2495/RAV110121.

[4] P. Horts, «¿QUIÉN NOS HA ROBADO LA VÍA LÁCTEA? EL PROBLEMA DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA», p. 10, 1999.

[5] «Missing the Dark: Health Effects of Light Pollution», Environmental Health Perspectives, vol. 117, n.o 1, p. 8, 2009.

[6] Catherine Rich y T. Longcore, Ecological Consequences of Artificial Night Lighting. 2006.

[7] R. Silva, F. Medrano, I. Tejeda, D. Terán, R. Peredo, y R. Barros, «EVALUACIÓN DEL IMPACTO DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA SOBRE LAS AVES MARI- NAS EN CHILE: DIAGNÓSTICO Y PROPUESTAS», ORNITOLOGÍA NEOTROPICAL, p. 12, 2020.

[8] M. A. Contín, M. M. Benedetto, M. L. Quinteros-Quintana, y M. E. Guido, «Light pollution: the possible consequences of excessive illumination on retina», Eye, vol. 30, n.o 2, pp. 255-263, feb. 2016, doi: 10.1038/eye.2015.221.

[9] Ministerio del Medio Ambiente, «Gobierno de Chile,» [En línea].
Available: https://luminica.mma.gob.cl/.

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