Contaminación lumínica: Efectos de la contaminación lumínica sobre las observaciones astronómicas.

Jornada técnica:Adecuación de las instalaciones de alumbrado exterior:

el papel de los profesionales en los sectores público y privadop p p p y p

Sevilla, 22 set 2011

Efectos de la contaminación lumínica

sobre la observación del firmamento

David Galadí-EnríquezCentro Astronómico Hispano Alemán(Observatorio de Calar Alto)

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http://www.caha.es

Contaminación lumínica:

definiciones

Definición general:Introducción de luz artificial en el medio ambiente nocturno Introducción de luz artificial en el medio ambiente nocturno

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definiciones


Definición práctica o legal:Emisión de flujo luminoso de fuentes artificiales nocturnas en j

intensidades, direcciones o rangos espectrales innecesarios para la realización de las actividades previstas en la zona donde se han instalado las luces

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definiciones




Intensidades

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definiciones




Intensidades

Direcciones

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definiciones




Intensidades

Direcciones

Rangos espectrales (colores)

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Interacción de la luz con la atmósfera

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Si no hubiera atmósfera, la luz artificial no supondría un problema para la observación astronómica (salvo quizá la luz directa)( q )

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Fenómenos físicos relevantes:

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Interacción de la luz con los gases: esparcimiento de Rayleigh

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Interacción de la luz con los gases: esparcimiento de RayleighInteracción de la luz con aerosoles: esparcimiento de Mie

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Interacción de la luz con los gases: esparcimiento de RayleighInteracción de la luz con aerosoles: esparcimiento de MieR fl ió d l lReflexión de la luz

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Esparcimiento de Rayleigh

Interacción de la luz con partículas mucho menores que la longitud de onda

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Longitud de onda de la luz visible: 400 – 750 nm (millonésimas de milímetro)

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Moléculas de nitrógeno y oxígeno: aprox 200 milésimas de nmMoléculas de nitrógeno y oxígeno: aprox 200 milésimas de nm(mil veces más pequeñas)

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La luz incide en las moléculas y estas la reemiten en direcciones aleatorias la luz se esparce por todo el gas

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La luz incide en las moléculas y estas la reemiten en direcciones aleatorias la luz se esparce por todo el gas

El efecto se produce incluso en gases puros: no es cierto que la contaminación lumínica se deba a las partículas en suspensión

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S = k / L4S = k / L4

el efecto es 4 veces mayor para la luz azul que para la rojael efecto es 4 veces mayor para la luz azul que para la roja

¡pero es 13 veces mayor para el UV que para la luz roja!

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Esparcimiento de Mie

Interacción de la luz con partículas de tamaños similares a la longitud de onda

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Aerosoles (polvo, origen marino, contaminación…)Nubes (de gotas o cristales de hielo)

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La luz incide en las partículas y estas la reemiten en direcciones preferentemente alineadas a lo largo de la dirección de

iópropagación

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iópropagación

Suele ir unido a una atenuación considerable de la luz incidente

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iópropagación

Suele ir unido a una atenuación considerable de la luz incidentePuede inducir efectos de color

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iópropagación

Suele ir unido a una atenuación considerable de la luz incidentePuede inducir efectos de colorDepende poco de la longitud de onda

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Difusión hacia el cieloDifusión hacia el cielo

La luz introducida en la atmósfera se esparce por los dos mecanismos comentados

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Como resultado el fondo de cielo adquiere un brillo artificial con una coloración similar a la de las lámparas utilizadas (¡aunque la parte azul se esparce más!)azul se esparce más!)

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Como resultado el fondo de cielo adquiere un brillo artificial con una coloración similar a la de las lámparas utilizadas (aunque la parte azul se esparce más)azul se esparce más)

Orígenes de la luz esparcida:

Emisión directa hacia el hemisferio superior de las luminarias

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Como resultado el fondo de cielo adquiere un brillo artificial con una coloración similar a la de las lámparas utilizadas (aunque la parte azul se esparce más)azul se esparce más)


Emisión directa hacia el hemisferio superior de las luminariasLuz reflejada en pavimentos, suelos y muros

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Emisión directa hacia el hemisferio superior de las luminariasEmisión directa hacia el hemisferio superior de las luminarias

Limitación de ese flujo, FHS

Luz reflejada en pavimentos, suelos y murosj p , y

Iluminar con la intensidad adecuada

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Difusión

hacia el cielo

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Difusión hacia el cielo: Difusión hacia el cielo: factor principal de contaminación lumínica

para la observación del firmamento

Impide la visión y el estudio del cielopor un efecto de contrastepor un efecto de contraste

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Observación del firmamentoObservación del firmamento

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Ef t b l i iEfectos sobre la ciencia

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Efectos culturalesEfectos culturales

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Efectos culturalesEfectos culturales

Efectos sobre la industria (turismo)( )

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“¿Que inventen ellos?”

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Efectos culturales

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…Quién rige las estrellasveré, y quién las enciende con hermosasy eficaces centellas;y eficaces centellas;por qué están las dos Osasde bañarse en la mar siempre medrosas.…

Fray Luis de León, Oda a Felipe Ruiz

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han atravesado seis veces la ona donde el …han atravesado seis veces la zona donde el mundo hierve, sin quemarse nunca. Al sur han encontrado nieve azul y en el cielo, cuatro estrellas en cruz Han visto al sol y a la luna andar estrellas en cruz. Han visto al sol y a la luna andar al revés y a los peces volar.

Eduardo Galeano, Memoria del fuego I

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Tus ojos me recuerdanTus ojos me recuerdanlas noches de verano,negras noches sin luna,orilla del mar saladoorilla del mar saladoy del chispear de estrellasdel cielo negro y bajo.

Antonio Machado, Soledades (XL)

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Una luciérnaga entre el musgo brillaUna luciérnaga entre el musgo brillay un astro en las alturas centellea

Rosalía de Castro, En las orillas del Sar (VII)

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Tampoco creerá vuestra merced cómo Tampoco creerá vuestra merced cómo, descubriéndome por junto a las cejas, me vi tan junto al cielo, que no había de mí a él palmo y medio [ ] Y sucedió que íbamos por parte donde medio […] Y sucedió que íbamos por parte donde están las siete cabrillas […] pregúntenme las señas de las tales cabras, y por ellas verán si digo verdad o no [ ] Son –respondió Sancho- las dos verdad o no. […] Son –respondió Sancho- las dos verdes, las dos encarnadas, las dos azules y la una de mezcla.

Miguel de Cervantes, Don Quijote, II-41

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y ya que del todo no quiera vuesa merced -- …y ya que del todo no quiera vuesa merced desistir de acometer este fecho, dilátelo a lo menos hasta la mañana, que a lo que a mí me muestra la ciencia que aprendí cuando era pastor muestra la ciencia que aprendí cuando era pastor, no debe de haber desde aquí al alba tres horas: porque la boca de la Bocina está encima de la cabeza y hace la media noche en la línea del cabeza, y hace la media noche en la línea del brazo izquierdo.

Miguel de Cervantes, Don Quijote, I-20

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Efectos sobre la industria (turismo)

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Efectos sobre la industria (turismo)

El cielo nocturno como recurso turístico

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La luz difusa se genera localmente, pero afecta globalmente: se propaga centenares de km

Es especialmente dañina la luz emitida en ángulos Es especialmente dañina la luz emitida en ángulos cercanos a la horizontal

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La Vía Láctea

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La Vía Láctea

Allá se la ve, ondulante, erizada de flechas luminosas, atravesando la noche.luminosas, atravesando la noche.

Eduardo Galeano, Memoria del fuego I

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Luz azul y blancaLuz azul y blanca

•Perturba las observaciones astronómicas•Perturba la vida natural nocturna•Es peor para la salud (inhibe prod. melatonina)•Se esparce mucho más (esparcimiento Rayleigh)Se esparce mucho más (esparcimiento Rayleigh)

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Diseño de instalaciones de alumbradoDiseño de instalaciones de alumbrado

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•Criterios luminotécnicos

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•Criterios de gestión de recursos energéticos

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•Criterios de gestión de recursos energéticos

•Criterios de protección del medio natural (ecosistemas cielo natural (ecosistemas, cielo nocturno) y la salud

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Contaminación lumínica: Efectos de la contaminación lumínica sobre las observaciones astronómicas.

Environment