La luz, esa radiación electromagnética esencial para la vida que se propaga en la atmósfera, se difracta, se refleja, se esparce, genera sombras, volúmenes, llega al ojo y boom: te llena de información que el cerebro se encarga de procesar. Lo demás, depende de ti.
Esa primera luz natural que lleva viajando hacia nosotros casi 14 000 millones de años cuando pudo escapar de ese plasma primigenio que dio origen y forma al universo. Esa luz natural tan cercana que apenas tarda 8 minutos en alcanzarnos tras partir del sol o algo más de 1 segundo cuando la luna la refleja. Es emocionante pensar que esa luz nos da información del pasado y nos está permitiendo descubrir muchos misterios del cosmos, pero también darnos cuenta de que tenemos más dudas que respuestas… Y si ese reto no es emocionante, ¿qué lo es? ¿Quién no quiere saber de dónde venimos, hacia dónde vamos?
Y esa luz artificial recién nacida (en nuestra historia cósmica) tan necesaria e imprescindible que ¿cómo sería la vida cotidiana sin ella? ¿Te imaginas llegar a casa y no tener un enchufe o interruptor? ¿O ir por la calle después del atardecer sin luz de las farolas?
Quiero hablar en estos artículos de esa luz artificial nocturna con la que convivimos en nuestros pueblos y ciudades, que es un servicio básico (y público) con la que tenemos sensación de seguridad, que nos permite disfrutar de nuestro patrimonio cultural y de ocio en horas nocturnas, pero siempre que esté bien diseñada, porque tiene un lado oscuro.
El exceso de luz artificial nocturna del alumbrado exterior contamina, invade nuestras viviendas, trastoca nuestro ritmo circadiano pudiendo provocar distintos tipos de enfermedades, genera una falsa sensación de seguridad, incluso queremos más luz «para ver» cuando realmente estamos deslumbrados, impacta en los hábitats nocturnos, contribuye a la emisión de gases de efecto invernadero, y la lista no queda aquí. Nos deja huérfanos de esa luz natural del cielo estrellado nocturno que, además de esconder las claves de nuestra existencia, su belleza te sobrecoge haciéndote sentir una persona infinitamente pequeña y privilegiada por estar aquí.
La física del problema
¿Qué física esconde este tipo de contaminación ambiental, la contaminación lumínica? Básicamente la interacción de la luz visible como onda electromagnética con las moléculas de gas del aire limpio y con las partículas en suspensión, tipo aerosoles. Son dos procesos físicos distintos según el tamaño de la partícula.
La interacción con las moléculas de gas (oxígeno y nitrógeno), que tienen una dimensión mucho más pequeña que la longitud de onda de la luz visible, produce el esparcimiento de Rayleigh cuya intensidad es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. Así que la luz azul se esparce hasta cuatro veces más que la roja y hasta trece veces más la ultravioleta que la roja. Por eso el cielo es azul (*).
Y por eso las fuentes de luz de color blanco instaladas en nuestras calles y que tienen alto componente en color azul (con longitudes de onda por debajo de los 500 nm) son las que más contaminan. Además, nuestro ritmo circadiano es más sensible a este color de luz, al igual que la biodiversidad nocturna.
Cuando la luz visible interactúa con las partículas en suspensión (aproximadamente de la misma dimensión que la longitud de onda de la luz visible), se produce el esparcimiento de Mie que es inversamente proporcional a la longitud de onda, por lo que el color de la luz apenas afecta, pero sí la dirección de propagación, ya que estas partículas esparcen principalmente la luz hacia adelante y en direcciones preferentemente alineadas a lo largo de la dirección de propagación original.
Esto hace que el flujo emitido por luminarias con ángulos de emisión entre 3-5º desde la horizontal tengan un efecto desproporcionado en el resplandor luminoso nocturno a decenas de kilómetros de la fuente.
Criterios para una iluminación sostenible
Por eso, a la hora de diseñar e instalar en nuestras calles sistemas de iluminación ecolighting y sostenibles que no contaminen o generen el menor impacto medioambiental posible, sí o sí, se deben considerar estos dos aspectos de la física básica que llevan a dos criterios fundamentales de diseño:
- Utilizar fuentes de luz con mínima emisión en la parte azul del espectro visible y ultravioleta (evitar longitudes de onda < 500 nm). Aunque no sea del todo preciso, podemos considerar la temperatura de color correlacionada (TCC), que deberá ser ≤ 2700 K. Para espacios protegidos (nivel astronómico o medioambiental) tipo PC-Ámbar o máximo TCC ≤ 2200 K.
- Utilizar luminarias con FHSinst < 1% (en posición de instalación). Aquí la dirección de obra es fundamental.
Pero se deben considerar otros aspectos:
- Iluminar donde es necesario, en la calzada, con el factor de utilización más elevado posible.
- Adecuar los niveles de iluminación a las necesidades de la vía a iluminar, sin sobreiluminar.
- Optimizar el horario de funcionamiento y utilizar sistemas de regulación de flujo luminoso.
Siempre teniendo en cuenta la legislación aplicable como el RD 1890/2008 [1] y el REBT [2], principalmente. En la actualidad el RD 1890/2008 está en fase de modificación y en su momento merecerá una entrada en este blog, ya que hay compañeros físicos que están contribuyendo de forma proactiva a su actualización y cabe confiar que ésta sea óptima y acorde a la física que gobierna nuestro día a día y al sentido común.
* Recomiendo la lectura del libro A ras de cielo de David Galadí-Enriquez (editorial Akal, 2018), físico por las universidades de Granada y Barcelona, y en esta última se doctoró en astrofísica. También el número monográfico «Contaminación lumínica y eficiencia energética» de la revista Física y Sociedad, editada por el Colegio Oficial de Físicos. Enlace
Referencias
[1] Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior. Enlace
[2] Reglamento electrotécnico para baja tensión. Enlace
