contaminación lumínica

La intrusión lumínica se produce cuando entra luz no deseada en una propiedad ^{[ 17 ]} . Un problema común de intrusión lumínica ocurre cuando una luz intensa entra por la ventana de una casa desde el exterior, causando problemas como la privación del sueño . Varias ciudades de Estados Unidos han desarrollado normas para la iluminación exterior con el fin de proteger los derechos de sus ciudadanos contra la intrusión lumínica.

DarkSky International se creó para reducir la luz que se proyecta hacia el cielo y que disminuye la visibilidad de las estrellas (véase el resplandor del cielo más abajo). Se trata de cualquier luz que se emita a más de 90° por encima del nadir . Al limitar la luz en este ángulo de 90°, también han reducido la emisión de luz en el rango de 80-90°, que es donde se producen la mayoría de los problemas de contaminación lumínica.

Las agencias federales de EE. UU. también pueden hacer cumplir las normas y procesar las quejas dentro de sus áreas de jurisdicción. Por ejemplo, en el caso de intrusión lumínica por luces estroboscópicas blancas de torres de comunicaciones que exceden los requisitos mínimos de iluminación de la FAA ^{[ 18 ]} la Comisión Federal de Comunicaciones mantiene una base de datos de Registro de Estructuras de Antenas ^{[ 19 ]} información que los ciudadanos pueden usar para identificar estructuras infractoras y proporciona un mecanismo para procesar consultas y quejas de los ciudadanos. ^{[ 20 ]} El Consejo de Construcción Verde de EE. UU. (USGBC) también ha incorporado un crédito por reducir la cantidad de intrusión lumínica y el resplandor del cielo en su estándar de construcción ecológico conocido como LEED .

La contaminación lumínica puede reducirse seleccionando luminarias que limiten la cantidad de luz emitida a más de 80° por encima del nadir . Las definiciones de la IESNA incluyen corte total (0%), corte (10%) y corte parcial (20%). (Estas definiciones también incluyen límites a la luz emitida por encima de 90° para reducir el resplandor del cielo).

La sobreiluminación es el uso excesivo e innecesario de luz. ^{[ 2 ]}

En Estados Unidos se requiere una gran cantidad de electricidad para satisfacer el consumo de iluminación. Según la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA), en 2020 los hogares estadounidenses consumieron 81 mil millones de kilovatios-hora (kWh) de electricidad para iluminación. ^{[ 21 ]} Además, la EIA informó que en 2018 se utilizaron 208 mil millones de kWh y 53 mil millones de kWh de electricidad para edificios comerciales e industriales, respectivamente. ^{[ 21 ]}

El uso de la luz no es excesivo en todos los países desarrollados. Entre los países desarrollados existen grandes variaciones en los patrones de uso de la luz. Las ciudades estadounidenses emiten de tres a cinco veces más luz al espacio per cápita en comparación con las ciudades alemanas. ^{[ 22 ]}

La sobreiluminación se debe a varios factores:

• Estándares o normas basados ​​en el consenso que no se basan en la ciencia de la visión ; ^{[ 23 ]}
• La idea errónea común de que una mayor iluminación equivale a una mayor seguridada pesar de que no tiene ningún efecto comprobado y puede empeorar el problema;
• Diseño inadecuado, al especificar niveles de luz más altos de los necesarios para una tarea visual determinada; ^{[ 24 ]}
• Elección incorrecta de accesorios o bombillas , que no dirigen la luz a las áreas según se necesita; ^{[ 24 ]}
• Selección inadecuada de hardware que consume más energía de la necesaria para realizar la tarea de iluminación;
• Formación incompleta de los administradores y ocupantes de los edificios para el uso eficiente de los sistemas de iluminación;
• Un mantenimiento inadecuado de la iluminación provoca un aumento de la luz dispersa y de los costes energéticos;
• La “iluminación diurna” exigida por los ciudadanos para reducir la delincuencia o por los comerciantes para atraer clientes; ^{[ 25 ]}
• Sustitución de las lámparas antiguas por LED más eficientes que utilizan la misma potencia eléctrica; y
• Técnicas de iluminación indirecta, como iluminar una pared vertical para que la luz rebote en el suelo.
• Instituciones que iluminan sus edificios no para mejorar la navegación, sino "para demostrar que su imperio es ineludible". ^{[ 26 ]}
• Iluminar menos para mejorar la visión nocturna y más para que las instituciones puedan extender sus horarios laborales más allá de las horas de luz natural . Un beneficio económico y financiero en lugar de una necesidad. ^{[ 26 ]}

La mayoría de estos problemas pueden corregirse fácilmente con tecnología disponible y económica ^{[ 27 ]} , y con la resolución de las prácticas de arrendadores y arrendatarios que crean obstáculos para la corrección rápida de estos asuntos. Lo más importante es que la concienciación pública debería mejorar para que los países industrializados comprendan el gran beneficio que supone reducir la sobreiluminación ^{[ 28 ] .}

En ciertos casos, puede ser necesaria una técnica de iluminación con sobreexposición. Por ejemplo, la iluminación indirecta se usa a menudo para obtener un aspecto más suave, ya que la iluminación directa intensa generalmente se considera menos deseable para ciertas superficies, como la piel. El método de iluminación indirecta se percibe como más acogedor y es adecuado para bares, restaurantes y viviendas. También es posible bloquear el efecto de la iluminación directa añadiendo filtros suavizantes u otras soluciones, aunque la intensidad se reducirá. ^{[ 29 ]}

El resplandor se puede clasificar en diferentes tipos. Una de estas clasificaciones se describe en un libro de Bob Mizon, coordinador de la Campaña por los Cielos Oscuros de la Asociación Astronómica Británica , de la siguiente manera: ^{[ 30 ]}

• El deslumbramiento cegador describe efectos como el que se produce al mirar fijamente al sol. Es completamente cegador y deja deficiencias visuales temporales o permanentes.
• El deslumbramiento por discapacidad describe efectos como el cegamiento provocado por las luces de los coches que vienen de frente, o la dispersión de la luz en la niebla o en el ojo, que reduce el contraste, así como los reflejos de la impresión y otras áreas oscuras que las vuelven brillantes, con una reducción significativa de las capacidades visuales.
• El deslumbramiento molesto no suele ser peligroso en sí mismo, aunque resulta, en el mejor de los casos, irritante. Si se experimenta durante periodos prolongados, puede provocar fatiga.

Según Mario Motta, presidente de la Sociedad Médica de Massachusetts , «...  el deslumbramiento causado por una iluminación deficiente es un peligro para la salud pública , especialmente a medida que envejecemos. La dispersión de la luz deslumbrante en el ojo provoca pérdida de contraste y genera condiciones de conducción inseguras, al igual que el deslumbramiento en un parabrisas sucio por la luz solar de ángulo bajo o las luces altas de un automóvil que viene de frente». ^{[ 31 ]} En esencia, las luces brillantes o mal protegidas alrededor de las carreteras pueden cegar parcialmente a conductores o peatones y contribuir a los accidentes.

El efecto cegador se debe en gran parte a la reducción del contraste causada por la dispersión de la luz en el ojo debido a un brillo excesivo, o al reflejo de la luz en zonas oscuras del campo visual, con una luminancia similar a la del fondo. Este tipo de deslumbramiento es un caso particular de deslumbramiento incapacitante, denominado deslumbramiento velado. (Esto no es lo mismo que la pérdida de acomodación de la visión nocturna , que es causada por el efecto directo de la luz en el ojo).

El exceso de luces se refiere a la agrupación excesiva de farolas. Estas agrupaciones pueden generar confusión, distraer la atención de obstáculos (incluidos aquellos que se pretenden iluminar) y potencialmente causar accidentes. Este problema es particularmente notorio en carreteras con alumbrado público mal diseñado o rodeadas de anuncios luminosos. Dependiendo de las motivaciones de la persona u organización que instaló las luces, su ubicación y diseño pueden incluso tener como objetivo distraer a los conductores y contribuir a los accidentes. ^{[ 1 ]}

El resplandor del cielo es la bruma brillante sobre las ciudades que se produce por la iluminación artificial excesiva durante la noche. ^{[ 2 ]} Este tipo de contaminación lumínica se crea cuando la luz artificial se refleja en el cielo y rebota en los diferentes tipos de partículas que residen en la atmósfera. ^{[ 32 ]} El efecto del resplandor del cielo puede ser perjudicial para la astronomía y para la salud de muchos organismos. Empeora la visibilidad de las estrellas, la Vía Láctea y aumenta de forma significativa y antinatural los niveles de luz durante la noche. ^{[ 33 ]}

Los satélites artificiales también contribuyen a la contaminación lumínica . Con el creciente número de constelaciones de satélites como OneWeb , Starlink y Kuiper , los miembros de la comunidad astronómica, en particular la IAU , temen que la contaminación lumínica aumente significativamente, una de las muchas preocupaciones reportadas en los medios de comunicación con respecto a la saturación de satélites. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]} El debate público en torno al despliegue continuo de constelaciones de satélites incluye múltiples peticiones de astrónomos y científicos ciudadanos, ^{[ 37 ] [ 38 ]} y ha planteado preguntas sobre qué organismos reguladores tienen jurisdicción sobre las acciones humanas que oscurecen la luz de las estrellas. ^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}

Medir el efecto del brillo del cielo a escala global es un procedimiento complejo. ^{[ 45 ]} La atmósfera natural no es completamente oscura, incluso en ausencia de fuentes terrestres de luz e iluminación de la Luna. Esto es causado por dos fuentes principales: el brillo del aire y la luz dispersa .

A gran altitud, principalmente por encima de la mesosfera , la radiación ultravioleta del sol, de longitudes de onda muy cortas, es suficiente para provocar ionización . Cuando los iones chocan con partículas eléctricamente neutras, se recombinan y emiten fotones, lo que produce la luminiscencia atmosférica . El grado de ionización es lo suficientemente alto como para permitir una emisión constante de radiación incluso durante la noche, cuando la atmósfera superior se encuentra en la sombra de la Tierra. En las capas inferiores de la atmósfera, todos los fotones solares con energías superiores al potencial de ionización del N₂ _y el O₂ _ya han sido absorbidos por las capas superiores, por lo que no se produce una ionización apreciable.

Además de emitir luz, el cielo también dispersa la luz entrante, principalmente de estrellas distantes y la Vía Láctea , pero también la luz zodiacal , luz solar que se refleja y retrodispersa por partículas de polvo interplanetario. ^{[ 46 ]}

La cantidad de luminiscencia atmosférica y luz zodiacal es bastante variable (dependiendo, entre otras cosas, de la actividad de las manchas solares y del ciclo solar ), pero en condiciones óptimas, el cielo más oscuro posible tiene un brillo de aproximadamente 22 magnitudes/segundo de arco cuadrado. Si hay luna llena, el brillo del cielo aumenta a aproximadamente 18 magnitudes/segundo de arco cuadrado, dependiendo de la transparencia atmosférica local, 40 veces más brillante que el cielo más oscuro. En áreas densamente pobladas, no es raro un brillo del cielo de 17 magnitudes/segundo de arco cuadrado, o hasta 100 veces más brillante que el natural.

Para medir con precisión el brillo del cielo, se utilizan imágenes satelitales nocturnas de la Tierra como datos de entrada para la cantidad e intensidad de las fuentes de luz. Estos datos se introducen en un modelo físico ^{[ 47 ]} de dispersión debida a las moléculas de aire y los aerosoles para calcular el brillo acumulado del cielo. Se han elaborado mapas que muestran el aumento del brillo del cielo para todo el mundo. ^{[ 48 ]}

Además de las observaciones satelitales, las redes terrestres de fotómetros se han vuelto esenciales para monitorear la contaminación lumínica a lo largo del tiempo. Uno de los instrumentos más utilizados es el medidor de calidad del cielo (SQM, por sus siglas en inglés), un dispositivo compacto que mide el brillo del cielo nocturno (NSB, por sus siglas en inglés) en magnitudes por segundo de arco cuadrado. Los SQM son utilizados tanto por observatorios profesionales como por científicos aficionados en todo el mundo, proporcionando datos de alta resolución temporal que complementan los métodos de teledetección.

Los conjuntos de datos SQM a largo plazo de sitios urbanos, intermedios y rurales han revelado aumentos medibles en la contaminación lumínica. Un estudio de 2023 que analizó más de una década de datos de 26 sitios en toda Europa, incluidas ciudades como Estocolmo, Berlín y Viena, encontró aumentos anuales promedio en NSB del 1,7 % en áreas rurales, 1,8 % en áreas urbanas y 3,7 % en áreas intermedias. Estas tendencias se corrigieron para el envejecimiento de los sensores utilizando métodos de calibración crepuscular y se ajustaron para factores atmosféricos como el albedo, la cobertura vegetal y los aerosoles a través de un modelo de regresión empírica. ^{[ 49 ]}

Los estudios terrestres también han demostrado que los altos niveles de luz artificial nocturna pueden suprimir el patrón circalunar natural del brillo del cielo. En áreas urbanas donde el brillo del cielo nocturno supera los 16,5 mag/arcsec², la variación asociada al ciclo lunar se vuelve casi indetectable, lo que podría afectar a las especies que dependen de la luz de la luna para su comportamiento o navegación. ^{[ 50 ]}

Se han establecido redes nacionales de SQM en varios países. En Austria, el gobierno provincial de Alta Austria opera una densa red de SQM para apoyar la investigación astronómica y ambiental. ^{[ 51 ]} En España, los esfuerzos coordinados de investigadores, incluidos Bará y sus colegas, han ayudado a cuantificar las contribuciones relativas del alumbrado público, el tráfico y la iluminación residencial a la NSB. ^{[ 52 ]} En Italia, los datos de SQM se han utilizado para monitorear áreas urbanas y protegidas. ^{[ 53 ]} Los Países Bajos también mantienen un programa nacional de monitoreo que utiliza SQM para rastrear tendencias a largo plazo. ^{[ 54 ]}

Estas redes terrestres proporcionan datos continuos en diversas condiciones meteorológicas y constituyen un complemento crucial para las observaciones por satélite, especialmente para evaluar las políticas de iluminación locales y los impactos medioambientales.

La escala de Bortle es un sistema de medición de nueve niveles que se utiliza para determinar la cantidad de contaminación lumínica en el cielo. Se requiere un valor de cuatro o menos en la escala de Bortle para poder ver la Vía Láctea en condiciones de oscuridad "prístina". ^{[ 55 ]}

La inspección del área que rodea Madrid revela que los efectos de la contaminación lumínica causada por una única gran aglomeración pueden sentirse hasta a 100 km (62 millas) del centro. ^{[ 3 ]}  

Los efectos globales de la contaminación lumínica también se hacen evidentes. Investigaciones de finales de la década de 1990 mostraron que toda el área que comprende el sur de Inglaterra, los Países Bajos, Bélgica, Alemania Occidental y el norte de Francia tiene un brillo del cielo de al menos dos a cuatro veces superior al normal. ^{[ 3 ]} Los únicos lugares en Europa continental donde el cielo puede alcanzar su oscuridad natural son el norte de Escandinavia y las islas alejadas del continente. El aumento de la contaminación lumínica en la banda verde fue del 11 % entre 2012-2013 y 2014-2020, y del 24 % en la banda azul. ^{[ 57 ]}

En Norteamérica la situación es comparable. Existe un problema significativo de contaminación lumínica que se extiende desde las Provincias Marítimas de Canadá hasta el suroeste de Estados Unidos. ^{[ 3 ]} DarkSky International trabaja para designar áreas que tienen cielos nocturnos de alta calidad. Estas áreas cuentan con el apoyo de comunidades y organizaciones dedicadas a reducir la contaminación lumínica (por ejemplo, reservas de cielo oscuro ). La División de Sonidos Naturales y Cielos Nocturnos del Servicio de Parques Nacionales ha medido la calidad del cielo nocturno en unidades de parques nacionales en todo Estados Unidos. La calidad del cielo en Estados Unidos varía desde prístina ( Parque Nacional Capitol Reef y Parque Nacional Big Bend ) hasta gravemente degradada ( Área Recreativa Nacional de las Montañas de Santa Mónica y Parque Nacional Biscayne ). ^{[ 58 ]} La base de datos de monitoreo del Programa de Cielo Nocturno del Servicio de Parques Nacionales está disponible en línea (2015). ^{[ 59 ]}

La contaminación lumínica en Hong Kong fue declarada la "peor del planeta" en marzo de 2013. ^{[ 60 ]}

En junio de 2016, se estimó que un tercio de la población mundial ya no podía ver la Vía Láctea, incluyendo el 80% de los estadounidenses y el 60% de los europeos. Se determinó que Singapur era el país con mayor contaminación lumínica del mundo. ^{[ 61 ] [ 3 ]}

En los últimos 21 años, las capitales provinciales de China han experimentado un aumento importante de la contaminación lumínica, con puntos críticos a lo largo de la región costera oriental. ^{[ 62 ]}

El 80% de las áreas protegidas de África han experimentado una "mayor presión de las luces artificiales". ^{[ 63 ]}

La contaminación lumínica supone una amenaza significativa para los polinizadores nocturnos en África ^{[ 64 ]} .

La investigación médica sobre los efectos de la luz excesiva en el cuerpo humano sugiere que una variedad de efectos adversos para la salud pueden ser causados ​​por la contaminación lumínica o la exposición excesiva a la luz, y algunos libros de texto de diseño de iluminación ^{[ 66 ]} utilizan la salud humana como criterio explícito para una iluminación interior adecuada. Los efectos en la salud de la sobreiluminación o la composición espectral inadecuada de la luz pueden incluir: mayor incidencia de dolores de cabeza, fatiga laboral , estrés definido médicamente , disminución de la función sexual y aumento de la ansiedad. ^{[ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]} Asimismo, se han estudiado modelos animales que demuestran que la luz inevitable produce efectos adversos en el estado de ánimo y la ansiedad. ^{[ 72 ]} Para aquellos que necesitan estar despiertos por la noche, la luz nocturna también tiene un efecto agudo en el estado de alerta y el estado de ánimo. ^{[ 73 ]}

La luz artificial exterior nocturna —la exposición a tipos contemporáneos como los tipos actuales de alumbrado público— se ha relacionado con riesgos de obesidad, ^{[ 74 ]} trastornos mentales, ^{[ 75 ]} diabetes , ^{[ 76 ]} y potencialmente otros problemas de salud ^{[ 77 ]} según estudios preliminares. ^{[ 78 ]}

En 2007, el "trabajo por turnos que implica alteración circadiana" fue catalogado como probable carcinógeno por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer de la Organización Mundial de la Salud . (Comunicado de prensa n.° 180 de la IARC). ^{[ 79 ] [ 80 ]} Múltiples estudios han documentado una correlación entre el trabajo por turnos nocturnos y el aumento de la incidencia de cáncer de mama y de próstata. ^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]} Un estudio que examinó el vínculo entre la exposición a la luz artificial nocturna (ALAN) y los niveles de cáncer de mama en Corea del Sur encontró que las regiones que tenían los niveles más altos de ALAN reportaron el mayor número de casos de cáncer de mama. Seúl, que tenía los niveles más altos de contaminación lumínica, tenía un 34,4 % más de casos de cáncer de mama que Ganwon-do, que tenía los niveles más bajos de contaminación lumínica. Esto sugirió una alta correlación entre ALAN y la prevalencia del cáncer de mama. También se encontró que no había correlación entre otros tipos de cáncer, como el cáncer de cuello uterino o de pulmón, y los niveles de ALAN. ^{[ 87 ]}

Una discusión más reciente (2009), escrita por el profesor Steven Lockley, de la Facultad de Medicina de Harvard, se puede encontrar en el manual de CfDS "Cegados por la luz?". ^{[ 88 ]} El capítulo 4, "Implicaciones para la salud humana de la contaminación lumínica", afirma que "...  la intrusión de luz, incluso si es tenue, probablemente tenga efectos medibles en la alteración del sueño y la supresión de la melatonina . Incluso si estos efectos son relativamente pequeños de una noche a otra, la alteración circadiana, del sueño y hormonal crónica y continua puede tener riesgos para la salud a largo plazo". La Academia de Ciencias de Nueva York organizó una reunión en 2009 sobre la alteración circadiana y el cáncer. ^{[ 89 ]} En diferentes longitudes de onda de luz, la luz roja tiene el menor efecto inhibidor sobre la melatonina. ^{[ 90 ] [ 91 ]}

En junio de 2009, la Asociación Médica Estadounidense elaboró ​​una política en apoyo del control de la contaminación lumínica. Las noticias sobre la decisión destacaron el deslumbramiento como un peligro para la salud pública que genera condiciones de conducción inseguras. En particular, en las personas mayores, el deslumbramiento produce una pérdida de contraste, lo que dificulta la visión nocturna. ^{[ 31 ]}

Un nuevo estudio de 2021 publicado en el Southern Economic Journal indica que la contaminación lumínica puede aumentar un 13 % en los nacimientos prematuros antes de las 23 semanas de gestación. ^{[ 92 ]}

Un nuevo estudio preliminar longitudinal chino indicó que la exposición a luces artificiales "podría aumentar los riesgos de hipertensión, enfermedades cardíacas y accidentes cerebrovasculares". ^{[ 93 ]}

Si bien la luz nocturna puede ser beneficiosa, neutra o perjudicial para algunas especies , su presencia invariablemente altera los ecosistemas. Por ejemplo, algunas especies de arañas evitan las zonas iluminadas, mientras que otras construyen sus telarañas directamente sobre las farolas. Dado que las farolas atraen a muchos insectos voladores, las arañas que toleran la luz obtienen una ventaja sobre las que la evitan. Este es un ejemplo sencillo de cómo la presencia de luz nocturna puede alterar la frecuencia de las especies y las redes tróficas . Otro animal gravemente afectado por la contaminación lumínica son las tortugas marinas. Al nacer, las tortugas se guían por sus sentidos para llegar al océano y, en ocasiones, confunden la luz artificial con la luz natural del horizonte.

La contaminación lumínica representa una seria amenaza, en particular para la fauna nocturna , con impactos negativos en la fisiología de plantas y animales. ^{[ 94 ]} Puede confundir la navegación animal , alterar las interacciones competitivas, cambiar las relaciones depredador-presa, ^{[ 95 ]} y causar daño fisiológico. ^{[ 96 ]} El ritmo de la vida está orquestado por los patrones diurnos naturales de luz y oscuridad, por lo que la alteración de estos patrones afecta la dinámica ecológica. ^{[ 97 ]} Muchas especies de plancton marino, como los copépodos Calanus , pueden detectar niveles de luz tan bajos como 0,1 μWm ⁻² ; ^{[ 98 ]} utilizando esto como umbral se ha generado un atlas global de luz artificial marina nocturna, ^{[ 99 ]} mostrando su naturaleza generalizada a nivel mundial.

Los estudios sugieren que la contaminación lumínica alrededor de los lagos impide que el zooplancton, como Daphnia , se alimente de las algas superficiales , lo que provoca floraciones de algas que pueden matar las plantas de los lagos y disminuir la calidad del agua. ^{[ 100 ]} La contaminación lumínica también puede afectar a los ecosistemas de otras maneras. Por ejemplo, los entomólogos han documentado que la luz nocturna puede interferir con la capacidad de las polillas y otros insectos nocturnos para orientarse. ^{[ 101 ]} También puede tener un impacto negativo en el desarrollo y la reproducción de los insectos. ^{[ 102 ]} Las flores que florecen de noche y que dependen de las polillas para la polinización pueden verse afectadas por la iluminación nocturna, ya que no hay un polinizador alternativo que no se vea afectado por la luz artificial. Esto puede llevar a la disminución de especies de plantas que no pueden reproducirse y cambiar la ecología a largo plazo de un área . ^{[ 103 ]} Entre los insectos nocturnos, las luciérnagas ( Coleoptera : Lampyridae, Phengodidae y Elateridae) son objetos de estudio especialmente interesantes para la contaminación lumínica, ya que dependen de su propia luz para reproducirse y, en consecuencia, son muy sensibles a los niveles de luz ambiental. ^{[ 104 ] [ 105 ] [ 106 ]} Las luciérnagas son bien conocidas e interesantes para el público en general (a diferencia de muchos otros insectos) ^{[ 107 ]} y son fácilmente detectadas por personas no expertas, y, debido a su sensibilidad y rápida respuesta a los cambios ambientales, son buenos bioindicadores de la iluminación artificial nocturna. ^{[ 108 ]} Se ha sugerido que las disminuciones significativas en algunas poblaciones de insectos están mediadas, al menos parcialmente, por las luces artificiales nocturnas. ^{[ 109 ] [ 110 ] [ 111 ]}

Un estudio de 2009 ^{[ 112 ]} también sugiere impactos perjudiciales en animales y ecosistemas debido a la perturbación de la luz polarizada o la polarización artificial de la luz (incluso durante el día, ya que la dirección de la polarización natural de la luz solar y su reflexión es una fuente de información para muchos animales). Esta forma de contaminación se denomina contaminación lumínica polarizada (PLP). Las fuentes de luz polarizada no naturales pueden desencadenar comportamientos inadaptados en taxones sensibles a la polarización y alterar las interacciones ecológicas. ^{[ 112 ]}

Las luces en estructuras altas pueden desorientar a las aves migratorias. Las estimaciones del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. sobre el número de aves muertas tras ser atraídas por torres altas varían de cuatro a cinco millones por año a un orden de magnitud mayor. ^{[ 113 ]} El Programa de Concientización sobre Luces Fatales (FLAP) trabaja con propietarios de edificios en Toronto , Ontario , Canadá y otras ciudades para reducir la mortalidad de aves apagando las luces durante los períodos de migración. Otro estudio ha encontrado que las luces producidas por la Post Tower han afectado a 25 especies de aves. Como resultado, descubrieron que disminuir el uso de luces excesivas aumentó la tasa de supervivencia de las especies de aves. ^{[ 114 ]} Otro estudio realizado en el Muro de las Lamentaciones en Jerusalén encontró que la intensa iluminación artificial de 24 horas en el sitio alteró los ritmos circadianos de los vencejos comunes, haciendo que se volvieran activos por la noche, contrario a su comportamiento diurno natural. La investigación reveló que las aves utilizaron la luz para cazar insectos atraídos por los reflectores, cambiando efectivamente sus patrones de búsqueda de alimento y actividad a las horas nocturnas. ^{[ 115 ]}

En Washington, DC, el programa Lights Out DC, que se lleva a cabo en colaboración con City Wildlife, organiza voluntarios durante las migraciones de primavera y otoño para documentar las colisiones de aves con edificios, transportar aves heridas a centros de rehabilitación y utilizar los datos resultantes para promover la iluminación y los tratamientos de vidrio en los edificios que sean respetuosos con las aves. ^{[ 116 ]}

También se ha observado una desorientación similar en especies de aves que migran cerca de instalaciones de producción y perforación en alta mar. Estudios realizados por Nederlandse Aardolie Maatschappij bv (NAM) y Shell han llevado al desarrollo y prueba de nuevas tecnologías de iluminación en el Mar del Norte. A principios de 2007, se instalaron las luces en la plataforma de producción L15 de Shell. El experimento resultó un gran éxito, ya que el número de aves que sobrevolaban la plataforma disminuyó entre un 50 y un 90 %. ^{[ 117 ]}

Las regiones insulares, como Hawái y el archipiélago de Juan Fernández, son claros ejemplos de cómo la contaminación lumínica nocturna perturba la vida de las aves marinas. Incluso las luces más bajas, como las farolas y el alumbrado público, provocan desorientación y causan lesiones, varamientos y la muerte de muchas especies de aves, incluidas especies en peligro de extinción como la pardela de Newell . Existen varios programas para mitigar estos efectos, como los programas de cielos oscuros, cuyo objetivo es filtrar y reducir la contaminación lumínica en zonas críticas.y programas de rescate para rehabilitar a las aves marinas afectadas. El Centro de Pruebas de Misiles del Pacífico en Mana, que gestiona un programa de Cielos Oscuros, ha trabajado para concienciar a los residentes y empresas de Kauai sobre este problema, fomentando prácticas de iluminación responsables para reducir la contaminación lumínica al máximo durante las temporadas críticas de cría de aves.

Las aves migran de noche por varias razones. Ahorran agua para evitar la deshidratación durante los vuelos diurnos en climas cálidos, y parte de su sistema de navegación funciona de alguna manera con las estrellas. Con la luz de la ciudad eclipsando el cielo nocturno, las aves (y también los mamíferos) ya no se orientan por las estrellas. ^{[ 118 ]}

Las crías de tortuga marina que emergen de los nidos en las playas son otra víctima de la contaminación lumínica. Es un error común pensar que las crías de tortuga marina se sienten atraídas por la luna. En realidad, encuentran el océano alejándose de la oscura silueta de las dunas y su vegetación, un comportamiento con el que interfieren las luces artificiales. ^{[ 119 ]} Sin embargo, la actividad reproductiva y la fenología reproductiva de los sapos están señalizadas por la luz de la luna. ^{[ 120 ]} Las aves marinas juveniles también se desorientan con las luces cuando abandonan sus nidos y vuelan hacia el mar, lo que provoca eventos de alta mortalidad. ^{[ 121 ] [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]} Los anfibios y reptiles también se ven afectados por la contaminación lumínica. Las fuentes de luz introducidas durante los períodos normalmente oscuros pueden alterar los niveles de producción de melatonina. La melatonina es una hormona que regula la fisiología y el comportamiento fotoperiódicos. Algunas especies de ranas y salamandras utilizan una "brújula" dependiente de la luz para orientar su comportamiento migratorio hacia los sitios de reproducción. La luz introducida también puede causar irregularidades en el desarrollo, como daño retiniano, reducción del crecimiento juvenil, metamorfosis prematura, ^{[ 125 ]} reducción de la producción de esperma y mutación genética. ^{[ 96 ] [ 126 ] [ 127 ] [ 104 ] [ 128 ] [ 129 ]} Cerca de las megaciudades costeras globales (por ejemplo, Tokio, Shanghái), los ciclos de iluminación natural proporcionados por la luna en el medio marino se ven considerablemente alterados por la contaminación lumínica, y solo las noches alrededor de la luna llena proporcionan mayores radiancias, y durante un mes determinado las dosis lunares pueden ser un factor de 6 menores que las dosis de contaminación lumínica. ^{[ 130 ]}

En septiembre de 2009, el 9.º Simposio Europeo sobre Cielos Oscuros, celebrado en Armagh, Irlanda del Norte, incluyó una sesión sobre los efectos ambientales de la luz nocturna (LAN). Se trataron temas como los murciélagos, las tortugas, los daños "ocultos" de la LAN y muchos otros. ^{[ 131 ]} Los efectos ambientales de la LAN se mencionaron ya en 1897, en un artículo del Los Angeles Times . El siguiente es un extracto de dicho artículo, titulado "Electricidad y aves cantoras inglesas":

Una revista inglesa se ha alarmado por la relación entre la electricidad y los pájaros cantores, que, según afirma, es más estrecha que la que existe entre los gatos y los cultivos forrajeros. ¿Cuántos de nosotros, pregunta, prevemos que la electricidad pueda extinguir a los pájaros cantores?  ... Con excepción de los pinzones, se puede decir que todos los pájaros cantores ingleses son insectívoros, y su dieta consiste principalmente en grandes cantidades de insectos muy pequeños que recogen de la hierba y las plantas antes de que se seque el rocío. A medida que la luz eléctrica se abre paso para el alumbrado público en las zonas rurales de Inglaterra, estos pobres átomos alados mueren por miles con cada farola cada cálida tarde de verano.  ... Se expresa el temor de que, cuando Inglaterra esté iluminada de un extremo a otro con electricidad, los pájaros cantores se extingan por la falta de su fuente de alimento. ^{[ 132 ]}

La astronomía es muy sensible a la contaminación lumínica. El cielo nocturno visto desde una ciudad no se parece en nada a lo que se puede ver desde cielos oscuros. ^{[ 133 ]} El resplandor del cielo (la dispersión de la luz en la atmósfera por la noche) reduce el contraste entre las estrellas y galaxias y el cielo mismo, lo que hace que sea mucho más difícil ver objetos más débiles . ^{[ 134 ]} Este es un factor que ha hecho que los telescopios más nuevos se construyan en áreas cada vez más remotas. Incluso en cielos nocturnos aparentemente despejados, puede haber mucha luz parásita que se hace visible con tiempos de exposición más largos en astrofotografía . Mediante software, se puede reducir la luz parásita, pero al mismo tiempo, se podría perder detalle del objeto en la imagen. ^{[ 135 ]} La siguiente imagen del área alrededor de la Galaxia del Molinete (Messier 101) con una magnitud aparente de 7,5 ^m con todas las estrellas hasta una magnitud aparente de 10 ^m fue tomada en Berlín en una dirección cercana al cenit con una lente rápida (número f 1,2) y un tiempo de exposición de cinco segundos con un índice de exposición de ISO 12800:

• Galaxia de molinillo en luz dispersa
• 
  Toma original: borde inferior Alkaid , a la derecha del centro la estrella doble Mizar con Alcor y borde derecho Alioth ; la Galaxia del Molinete es un pequeño punto difuso en el centro de la imagen.
• 
  Compensación del nivel de negro: el punto más oscuro de la imagen digital se ajustó a luminancia cero para reducir la luz parásita visible. Sin embargo, la luz azul causada por la dispersión de Rayleigh es visible en el centro de la imagen.
• 
  Se eliminó el 50 por ciento de la luz dispersa: la mitad más oscura de la luz dispersa se ajustó a luminancia cero. La parte más oscura de la luz azul causada por la dispersión de Rayleigh aún es visible en el centro de la imagen.
• 
  Eliminación total de la luz parásita: todos los píxeles que mostraban luz parásita se han ajustado a luminancia cero, y la tenue y bidimensional Galaxia Molinillo ya no es visible.

Algunos astrónomos utilizan filtros de nebulosa de banda estrecha , que permiten el paso únicamente de longitudes de onda específicas de luz comúnmente observadas en las nebulosas , o filtros de contaminación lumínica de banda ancha, diseñados para reducir (pero no eliminar) los efectos de la contaminación lumínica al filtrar las líneas espectrales emitidas habitualmente por las lámparas de sodio y vapor de mercurio , mejorando así el contraste y la visión de objetos tenues como galaxias y nebulosas. ^{[ 136 ]} Desafortunadamente, estos filtros de reducción de la contaminación lumínica (LPR) no son una solución definitiva para la contaminación lumínica. Los filtros LPR reducen el brillo del objeto en estudio, lo que limita el uso de mayores aumentos. Los filtros LPR funcionan bloqueando la luz de ciertas longitudes de onda, lo que altera el color del objeto, creando a menudo un marcado tinte verde. Además, los filtros LPR solo funcionan en ciertos tipos de objetos (principalmente nebulosas de emisión ) y son de poca utilidad en galaxias y estrellas. Ningún filtro puede igualar la eficacia de un cielo oscuro para fines visuales o fotográficos .

La contaminación lumínica afecta la visibilidad de objetos celestes difusos como nebulosas y galaxias más que la de las estrellas, debido a su bajo brillo superficial. ^{[ 138 ]} La mayoría de estos objetos se vuelven invisibles en cielos con mucha contaminación lumínica sobre las grandes ciudades. Un método sencillo para estimar la oscuridad de un lugar es buscar la Vía Láctea , que desde cielos verdaderamente oscuros parece lo suficientemente brillante como para proyectar una sombra. ^{[ 139 ]}

Además del resplandor del cielo, la contaminación lumínica puede afectar las observaciones cuando la luz artificial entra directamente en el tubo del telescopio y se refleja en superficies no ópticas hasta que finalmente llega al ocular . ^{[ 140 ]} Esta forma directa de contaminación lumínica provoca un resplandor en todo el campo de visión , lo que reduce el contraste. La contaminación lumínica también dificulta que un observador visual se adapte suficientemente a la oscuridad. Las medidas habituales para reducir este resplandor, si no es posible reducir la luz directamente, incluyen cubrir el tubo del telescopio y los accesorios con un material similar al flocado para reducir la reflexión, y colocar un parasol (que también puede usarse como parasol ) en el telescopio para reducir la luz que entra desde ángulos distintos a los cercanos al objetivo. En estas condiciones, algunos astrónomos prefieren observar bajo una tela negra para asegurar la máxima adaptación a la oscuridad.

Un estudio presentado en la reunión de la Unión Geofísica Americana en San Francisco encontró que la contaminación lumínica destruye los radicales nitrato , impidiendo así la reducción nocturna normal del smog atmosférico producido por los gases emitidos por automóviles y fábricas. ^{[ 141 ] [ 142 ]} El estudio fue presentado por Harald Stark de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica .

Por la noche, la polarización del cielo iluminado por la luna se reduce considerablemente en presencia de contaminación lumínica urbana , ya que la luz urbana dispersa generalmente no está fuertemente polarizada, especialmente en áreas urbanas. ^{[ 143 ]} Cuando no hay luna, es posible que el cielo se polarice en cierta medida, particularmente en el caso de fuentes de luz muy no uniformes. ^{[ 144 ]} El patrón de polarización del cielo no puede ser percibido directamente por el sistema visual humano, pero algunos animales lo utilizan para la orientación y la navegación. ^{[ 145 ] [ 146 ]}

No es raro encontrar negocios que abren las 24 horas, como gasolineras, tiendas de conveniencia y farmacias. Los hospitales y otros centros de salud deben contar con personal las 24 horas del día, los siete días de la semana. Con el auge de Amazon, muchas fábricas y empresas de transporte operan ahora en turnos de 24 horas al día, 7 días a la semana , para satisfacer la demanda del nuevo consumidor global. Todas estas industrias requieren iluminación, tanto dentro como fuera de sus instalaciones, para garantizar la seguridad de sus trabajadores mientras se desplazan por sus puestos de trabajo y cuando entran y salen de las instalaciones. Como resultado, "el 40% de la población de Estados Unidos y casi el 20% de la población de la Unión Europea ha perdido la capacidad de ver el cielo nocturno... en otras palabras, es como si nunca hubieran experimentado la noche". ^{[ 47 ]}

Con un enfoque en el trabajo por turnos y la necesidad continua de operaciones las 24 horas en sectores específicos de la economía, los investigadores están analizando el impacto de la contaminación lumínica en este grupo de trabajadores. En 2007, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) buscó llamar la atención sobre el riesgo del trabajo por turnos como un riesgo probable para desarrollar cáncer. ^{[ 147 ]} Esta medida fue el resultado de numerosos estudios que encontraron mayores riesgos de cáncer en grupos de trabajadores por turnos. El Estudio de Salud de Enfermeras de 1998 encontró un vínculo entre el cáncer de mama y las enfermeras que habían trabajado turnos nocturnos rotativos en su juventud. ^{[ 148 ]} Sin embargo, no es posible detener el trabajo por turnos en estas industrias. Los hospitales deben contar con personal las 24 horas.

Las investigaciones sugieren que, al igual que otros problemas ambientales, la contaminación lumínica es principalmente un problema causado por las naciones industrializadas . Se han examinado numerosos indicadores económicos para comprender mejor dónde se producía la contaminación lumínica en todo el mundo. ^{[ 149 ]} Los países con carreteras pavimentadas , un indicador de infraestructura desarrollada, a menudo presentaban mayor contaminación lumínica. ^{[ 149 ]} De manera similar, los países con una alta tasa de extracción de recursos también presentan altas tasas de contaminación lumínica. Asimismo, aquellos con el PIB más alto y una gran superficie descrita como urbana y suburbana también presentaban las tasas más altas de contaminación lumínica. ^{[ 149 ]}

China es un líder emergente en crecimiento industrial y económico. Un estudio reciente sobre la contaminación lumínica, realizado con el Sistema Operacional de Escaneo Lineal del Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa (DMSL/OLS), reveló que la contaminación lumínica está aumentando en las ciudades costeras del este, pero disminuyendo en las ciudades industriales y de extracción de minerales. ^{[ 6 ]} Específicamente, las áreas urbanas alrededor del delta del río Yangtsé, el delta del río Perla y el área de Pekín-Tianjin son áreas particularmente preocupantes en cuanto a la contaminación lumínica. ^{[ 6 ]} Al examinar China en su conjunto, se encontró que la contaminación lumínica en el este y el norte era mucho mayor que en el oeste. Esto concuerda con la ubicación de las principales fábricas industriales en el este y el norte, mientras que la extracción de recursos predomina en el oeste. ^{[ 6 ]}

En 2009, tras la declaración de las Naciones Unidas del Año Internacional de la Astronomía, los investigadores instaron a comprender mejor la luz artificial y el papel que desempeña en cuestiones sociales, económicas y ambientales. ^{[ 150 ]} El uso continuo e indiscriminado de luz artificial en zonas urbanas y rurales provocaría un cambio global con consecuencias impredecibles. Centrarse únicamente en el impacto económico del aumento del consumo energético de las bombillas, o en la transición hacia la eficiencia energética de la iluminación, no es suficiente. En cambio, el enfoque debería centrarse en los impactos socioeconómicos, ecológicos y fisiológicos de la contaminación lumínica. ^{[ 150 ]}

Los humanos necesitan cierta luz artificial nocturna para el trabajo por turnos, la fabricación, la seguridad vial y la conducción nocturna, y las investigaciones han demostrado que la luz artificial altera la vida de los animales. Sin embargo, estudios recientes sugieren que podríamos encontrar un punto medio. Un artículo de 2021 examinó los cambios estacionales de luz y su efecto en todos los animales, pero específicamente en los moluscos. ^{[ 151 ]} El artículo afirma que las investigaciones previas sobre la luz se centran principalmente en la duración de la exposición a la luz. ^{[ 151 ]} Sin embargo, se debería investigar más a fondo para determinar la cantidad más segura de exposición a la luz, en términos de duración e intensidad, que sería más deseable tanto para los humanos como para los animales. ^{[ 151 ]} Con el desarrollo de estos datos, se podrían aplicar posibles límites de seguridad para los niveles de luz. ^{[ 151 ]} Idealmente, el nivel de luz mantendría los beneficios para los humanos, al tiempo que disminuiría o eliminaría por completo los impactos negativos en los animales.

La noctalgia es la sensación de no poder contemplar un cielo estrellado . Esto también incluye la sensación de «pena por el cielo», donde las personas ya no tienen la capacidad de mirar las estrellas, algo que han hecho durante la mayor parte de la existencia humana. ^{[ 152 ]} El fenómeno también incluye la pena por no poder experimentar la sensación de asombro y maravilla que los humanos suelen sentir al observar las estrellas.

Acuñado por Aprana Venkatesan de la Universidad de San Francisco y John Barentine, astrónomo, el término apareció por primera vez en agosto de 2023 como respuesta a un artículo sobre los efectos de la contaminación lumínica publicado en la revista Science . ^{[ 153 ]} Venkatesan y Barentine presentaron una definición integral que incluye la pérdida de identidad y prácticas culturales, como la narración de cuentos y la observación de estrellas , así como conocimientos ancestrales como la navegación celeste . ^{[ 154 ]} Los autores argumentaron que el cielo nocturno merece un plan de protección global como parte importante del patrimonio mundial. ^{[ 153 ]}

La mayoría de los activistas por la reducción de la contaminación lumínica abogan por el uso, en la medida de lo posible, de luminarias con corte total de luz. Asimismo, se recomienda espaciar las luces adecuadamente para lograr la máxima eficiencia, y que tanto el número de luminarias como su potencia se ajusten a las necesidades de cada aplicación (según las normas locales de diseño de iluminación).

Las luminarias de corte total estuvieron disponibles por primera vez en 1959 con la introducción de la luminaria M100 de General Electric . ^{[ 162 ]}

Una luminaria de corte total, cuando se instala correctamente, reduce la probabilidad de que la luz escape por encima del plano horizontal. La luz que se emite por encima de la horizontal a veces puede iluminar un objetivo específico, pero a menudo no tiene ninguna utilidad. Al entrar en la atmósfera, la luz contribuye al resplandor del cielo. Algunos gobiernos y organizaciones están considerando, o ya han implementado, luminarias de corte total en el alumbrado público y la iluminación de estadios.

El uso de luminarias de corte total ayuda a reducir el resplandor del cielo al impedir que la luz se disperse por encima de la horizontal. El corte total generalmente reduce la visibilidad de la lámpara y el reflector dentro de la luminaria, por lo que también se reducen los efectos del deslumbramiento. Los defensores de esta práctica suelen argumentar que las luminarias de corte total son más eficientes que otras, ya que la luz que de otro modo se habría dispersado en la atmósfera se dirige ahora hacia el suelo. Sin embargo, las luminarias de corte total también pueden retener más luz que otros tipos de luminarias, lo que se traduce en una menor eficiencia y sugiere que podría ser necesario rediseñar algunas luminarias.

El uso de luminarias de corte total permite utilizar lámparas de menor potencia, produciendo el mismo efecto o incluso uno mejor, gracias a un control más preciso. En todo sistema de iluminación, también se produce cierta contaminación lumínica debido a la luz reflejada en el suelo. Sin embargo, esta reflexión puede reducirse utilizando únicamente la potencia mínima necesaria para la lámpara y ajustando adecuadamente el espaciado entre las luces. ^{[ 163 ]} Asegurar que la distancia de separación de la luminaria sea superior a 90° con respecto a superficies altamente reflectantes también disminuye la reflectancia.

Una crítica común a las luminarias de corte total es que a veces no resultan tan atractivas estéticamente. Esto se debe probablemente a que históricamente no ha existido un gran mercado específico para este tipo de luminarias, y a que la gente suele preferir ver la fuente de luz. Debido a la especificidad de su dirección de luz, las luminarias de corte total a veces requieren de personal especializado para su instalación y lograr el máximo efecto.

También se ha cuestionado la eficacia del uso de luces de carretera de corte total para combatir la contaminación lumínica. Según estudios de diseño, las luminarias con distribución de corte total (a diferencia de las de corte o semicorte , comparadas aquí) ^{[ 164 ]} deben estar más cerca entre sí para cumplir con los mismos requisitos de nivel de luz, uniformidad y deslumbramiento especificados por la IESNA . Estas simulaciones optimizaron la altura y el espaciado de las luces, limitando el diseño general para cumplir con los requisitos de la IESNA, y luego compararon la iluminación ascendente total y el consumo de energía de diferentes diseños y potencias de luminarias. Los diseños de corte tuvieron un mejor desempeño que los de corte total, y los de semicorte tuvieron un mejor desempeño que los de corte o corte total. Esto indica que, en instalaciones viales, la sobreiluminación o la mala uniformidad producidas por las luminarias de corte total pueden ser más perjudiciales que la iluminación ascendente directa creada por menos luminarias de corte o semicorte. Por lo tanto, el rendimiento general de los sistemas existentes podría mejorarse más reduciendo el número de luminarias que cambiando a diseños de corte total.

Sin embargo, según la definición de "contaminación lumínica" de algunas leyes regionales italianas (es decir, "toda irradiancia de luz artificial fuera de las zonas de competencia y, en particular, hacia el cielo"), solo el diseño de corte total previene la contaminación lumínica. La región italiana de Lombardía , donde solo se permite el diseño de corte total (Ley de Lombardía n.º 17/2000, promovida por Cielobuio, la coordinación para la protección del cielo nocturno ), registró en 2007 el menor consumo energético per cápita para alumbrado público en Italia. La misma legislación también impone una distancia mínima entre farolas de aproximadamente cuatro veces su altura, por lo que las farolas de corte total son la mejor solución para reducir tanto la contaminación lumínica como el consumo de energía eléctrica.

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  Este tipo de lámpara colgante LED podría reducir la contaminación lumínica innecesaria en los interiores de los edificios.
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  Una luminaria tipo cobra con lente plana , que ofrece un corte total de luz, es muy eficaz para reducir la contaminación lumínica. Garantiza que la luz se dirija únicamente hacia abajo de la horizontal, lo que significa que se desperdicia menos luz al dirigirla hacia afuera y hacia arriba.
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  Esta luminaria tipo cobra con lente abatible permite que la luz escape hacia los lados y hacia arriba, donde puede causar problemas.
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  La mayoría de las regiones italianas exigen "cero luz ascendente", lo que normalmente implica el uso de lámparas con corte total de luz para las nuevas luminarias, pero las infracciones son frecuentes.

Existen diversos tipos de fuentes de luz, cada una con propiedades que determinan su idoneidad para diferentes tareas. La eficiencia y la distribución espectral de la potencia son características especialmente destacables. Con frecuencia, se seleccionan fuentes de luz inadecuadas para una tarea, ya sea por desconocimiento o porque no se disponía de tecnología de iluminación más apropiada en el momento de la instalación. Por lo tanto, las fuentes de luz mal elegidas suelen contribuir innecesariamente a la contaminación lumínica y al desperdicio de energía. Al actualizar las fuentes de luz adecuadamente, a menudo es posible reducir el consumo de energía y los efectos contaminantes, al tiempo que se mejora la eficiencia y la visibilidad.

Algunos tipos de fuentes de luz se enumeran en orden de eficiencia energética en la tabla siguiente (las cifras son valores aproximados mantenidos), e incluyen su impacto visual en el resplandor del cielo, en relación con la iluminación LPS. ^{[ 165 ] [ 166 ]}

Muchos astrónomos solicitan que las comunidades cercanas utilicen luces de sodio de baja presión o LED de fosfuro de indio, galio y aluminio de color ámbar en la medida de lo posible, ya que la longitud de onda principal emitida es relativamente fácil de evitar o, en raras ocasiones, de filtrar. ^{[ 167 ]} El bajo costo de operación de las luces de sodio es otra ventaja. En 1980, por ejemplo, San José, California , reemplazó todas las farolas con lámparas de sodio de baja presión , cuya luz es más fácil de filtrar para el cercano Observatorio Lick . Programas similares se están implementando actualmente en Arizona y Hawái . Estas fuentes de luz amarilla también tienen un impacto significativamente menor en el brillo del cielo , ^{[ 168 ]} por lo que reducen el brillo del cielo y mejoran la visibilidad de las estrellas para todos.

Las desventajas de la iluminación de sodio de baja presión son que las luminarias suelen ser más grandes que las de la competencia y que no se puede distinguir el color, debido a que emite principalmente una sola longitud de onda de luz (véase iluminación de seguridad ). Debido al tamaño considerable de la lámpara, especialmente en potencias más altas como 135 W y 180 W, el control de las emisiones de luz de las luminarias de sodio de baja presión es más difícil. Para aplicaciones que requieren una dirección de luz más precisa (como carreteras estrechas), la ventaja de eficacia intrínseca de este tipo de lámpara disminuye y puede perderse por completo en comparación con las lámparas de sodio de alta presión . Las alegaciones de que esto también conlleva una mayor contaminación lumínica por parte de las luminarias que utilizan estas lámparas surgen principalmente debido a las luminarias antiguas con un blindaje deficiente, que todavía se utilizan ampliamente en el Reino Unido y en algunos otros lugares. Las modernas luminarias de sodio de baja presión con mejor óptica y blindaje completo, y el menor impacto del resplandor del cielo de la luz amarilla, conservan la ventaja de eficacia luminosa del sodio de baja presión y, en la mayoría de los casos, resultan en un menor consumo de energía y una menor contaminación lumínica visible. Desafortunadamente, debido a la continua falta de información precisa, ^{[ 169 ]} muchos profesionales de la iluminación siguen menospreciando el sodio de baja presión, lo que contribuye a su menor aceptación y especificación en las normas de iluminación y, por lo tanto, a su uso. Según Narisada y Schrueder (2004), otra desventaja de las lámparas de sodio de baja presión es que algunas investigaciones han encontrado que a muchas personas les resulta menos agradable estéticamente la luz amarilla característica, aunque advierten que esta investigación no es lo suficientemente exhaustiva como para sacar conclusiones. ^{[ 170 ]}

Debido a la mayor sensibilidad del ojo humano a las longitudes de onda azules y verdes al observar brillos bajos (el efecto Purkinje ) en el cielo nocturno, diferentes fuentes producen cantidades drásticamente diferentes de resplandor visible del cielo a partir de la misma cantidad de luz enviada a la atmósfera. Para reducir la contaminación lumínica causada por la luz azul, es necesario adoptar lámparas que, manteniendo el mismo flujo luminoso fotópico, produzcan una mínima luz escotópica y, al mismo tiempo, establezcan restricciones específicas en las longitudes de onda emitidas, en particular desplazando el flujo espectral hacia el lado azul de la banda escotópica (por debajo de 440  nm), para proteger la visibilidad de las estrellas y reducir significativamente el impacto del resplandor artificial del cielo nocturno. ^{[ 171 ]}

El rango de longitud de onda protegido, la "banda P", debe centrarse entre 440 y 540  nm para preservar la visibilidad de las estrellas y reducir la contaminación lumínica en longitudes de onda perjudiciales para la visión escotópica, mientras que el uso de lámparas que emiten menos luz en este rango puede ayudar a minimizar la contaminación sin comprometer la visibilidad de las estrellas y proteger la salud y el medio ambiente. ^{[ 172 ]}

En algunos casos, la evaluación de los planes existentes ha determinado que es posible implementar planes de iluminación más eficientes. Por ejemplo, la contaminación lumínica puede reducirse apagando las luces exteriores innecesarias e iluminando los estadios solo cuando haya personas en su interior. Los temporizadores son especialmente valiosos para este propósito. Uno de los primeros esfuerzos legislativos coordinados del mundo para reducir el efecto adverso de esta contaminación en el medio ambiente comenzó en Flagstaff, Arizona , en los EE. UU. Allí, se han desarrollado más de tres décadas de ordenanzas, con el pleno apoyo de la población, ^{[ 173 ]} a menudo con el apoyo del gobierno, ^{[ 174 ]} con defensores de la comunidad, ^{[ 175 ]} y con la ayuda de importantes observatorios locales, ^{[ 176 ]} incluyendo la Estación Flagstaff del Observatorio Naval de los Estados Unidos . Cada componente ayuda a educar, proteger y hacer cumplir los imperativos para reducir de manera inteligente la contaminación lumínica perjudicial.

Un ejemplo de evaluación de un plan de iluminación se puede ver en un informe encargado originalmente por la Oficina del Viceprimer Ministro del Reino Unido, y ahora disponible a través del Departamento de Comunidades y Gobierno Local . ^{[ 177 ]} El informe detalla un plan que se implementará en todo el Reino Unido para diseñar esquemas de iluminación en el campo, con especial énfasis en la preservación del medio ambiente.

En otro ejemplo, la ciudad de Calgary ha reemplazado recientemente la mayoría de las farolas residenciales con modelos de eficiencia energética comparable. ^{[ 178 ]} La motivación principal es el costo operativo y la conservación del medio ambiente. Se espera que los costos de instalación se recuperen mediante el ahorro de energía en un plazo de seis a siete años.

La Agencia Suiza para la Eficiencia Energética (SAFE) utiliza un concepto que promete ser de gran utilidad en el diagnóstico y diseño del alumbrado público: « consommation électrique spécifique ( CES )», que se traduce como «consumo específico de energía eléctrica (SEC)». ^{[ 179 ]} Así, basándose en los niveles de iluminación observados en una amplia gama de ciudades suizas, SAFE ha definido valores objetivo para el consumo de energía eléctrica por metro para carreteras de diversas categorías. Actualmente, SAFE recomienda un SEC de dos a tres vatios por metro para carreteras de menos de diez metros de ancho (de cuatro a seis para carreteras más anchas). Esta medida proporciona una restricción de protección ambiental fácilmente aplicable a las «normas» convencionales, que suelen basarse en las recomendaciones de los fabricantes de iluminación, quienes pueden no tener en cuenta los criterios ambientales. En vista del continuo progreso de la tecnología de iluminación, será necesario revisar periódicamente a la baja los valores objetivo de SEC.

En la revista Lighting Research & Technology (septiembre de 2008) se describió un método más reciente para predecir y medir diversos aspectos de la contaminación lumínica. Científicos del Centro de Investigación de Iluminación del Instituto Politécnico Rensselaer desarrollaron un método integral llamado Rendimiento de Iluminación Exterior (OSP, por sus siglas en inglés), que permite a los usuarios cuantificar y, por lo tanto, optimizar el rendimiento de los diseños y aplicaciones de iluminación existentes y planificados para minimizar la luz excesiva o intrusiva que sale de los límites de una propiedad. Los ingenieros de iluminación pueden utilizar OSP de inmediato, en particular para la investigación del resplandor y la intrusión lumínica (los análisis de deslumbramiento son más complejos de realizar y el software comercial actual no los permite fácilmente), y puede ayudar a los usuarios a comparar varias alternativas de diseño de iluminación para el mismo sitio. ^{[ 180 ]}

En un esfuerzo por reducir la contaminación lumínica, los investigadores han desarrollado un "Sistema Unificado de Fotometría", que permite medir la cantidad y el tipo de alumbrado público necesario. Este sistema permite diseñar luminarias que reduzcan el consumo energético, manteniendo o mejorando la percepción de visibilidad, seguridad y protección. ^{[ 181 ]} Era necesario crear un nuevo sistema de medición de la luz nocturna, ya que la forma en que los bastones y conos del ojo procesan la luz es diferente durante la noche que durante el día. Mediante este nuevo sistema de fotometría, estudios recientes han demostrado que reemplazar las tradicionales lámparas de sodio de alta presión (HPS) amarillentas por fuentes de luz blanca fría, como las de inducción, fluorescentes , de halogenuros metálicos cerámicos o LED, puede reducir el consumo eléctrico destinado a la iluminación, manteniendo o mejorando la visibilidad nocturna. ^{[ 182 ]}

La Comisión Internacional de Iluminación , también conocida como CIE por su nombre en francés, la Commission Internationale de l'Eclairage, pronto lanzará su propio sistema unificado de fotometría para iluminación exterior.

En 2001 se fundó el Programa Internacional de Lugares de Cielo Oscuro con el fin de alentar a las comunidades, parques y áreas protegidas de todo el mundo a preservar y proteger los lugares oscuros mediante políticas de iluminación responsables y educación pública. A enero de 2022, existen 195 Lugares Internacionales de Cielo Oscuro certificados en el mundo. ^{[ 183 ]} Por ejemplo, en 2016 China inauguró su primera reserva de cielo oscuro en la prefectura de Ngari, en la Región Autónoma del Tíbet , que abarca una superficie de 2500 kilómetros cuadrados. Estas áreas son importantes para la observación astronómica. ^{[ 184 ]}

Una mayor concienciación sobre los efectos de la iluminación artificial podría dar lugar a legislación para mitigarla eficazmente. Sin embargo, algunas comunidades podrían mostrarse reticentes debido a factores como las creencias culturales; en algunas culturas del mundo, la oscuridad puede asociarse con el mal , mientras que la luz se asociaría con el progreso, por contraste. ^{[ 160 ]} Además, las normas sociales han hecho que los seres humanos sean más activos durante el día. ^{[ 185 ]} No obstante, estudios más recientes indican que la concienciación pública sobre el tema ha aumentado y que más personas están experimentando las consecuencias de la iluminación artificial excesiva. ^{[ 186 ]} Una evaluación de 2020 muestra un aumento en la concienciación ciudadana a finales del siglo XX debido a la disponibilidad de motores de búsqueda de internet y la capacidad de participar globalmente. El análisis de la evaluación sugiere que una mejor accesibilidad a la información y el voto pueden promover la comprensión y la preocupación por el tema. ^{[ 187 ]}

La infraestructura oscura consiste en la creación y preservación de redes con niveles naturales de oscuridad, con el fin de mitigar y reducir los efectos adversos de la luz artificial sobre la biodiversidad. Su implementación incluye la identificación y preservación de las redes oscuras existentes, así como la reducción de la luz artificial durante la noche. ^{[ 188 ]}