domingo, 30 de marzo de 2008

Contaminación Lumínica II

Continuación...

5. Contaminación lumínica y pedagogía. El papel de los docentes.

Es bien sabido que ciertas cosas resultan tanto más contraproducentes cuanto mayor es la ignorancia respecto de ellas. En nuestro caso, esto es una realidad incuestionable. Por lo tanto, resulta obvio que la solución del problema pasa no solamente por la consecución de medidas jurídicas para regularlo, sino también por una tarea de divulgación que debe utilizar todos los instrumentos de comunicación social disponibles (prensa, radio, televisión e Internet) para hacer llegar información sobre el fenómeno al mayor número de ciudadanos. Los colectivos ecologistas, así como los círculos de aficionados a la Astronomía deben jugar un papel preponderante en la denuncia y demanda de soluciones, especialmente en aquellos lugares donde, existiendo normas reguladoras, haya que incitar a la administración responsable a hacer efectivo su cumplimiento.

También la escuela, como ámbito de formación futuros ciudadanos, puede y debe jugar un papel preponderante en la divulgación de este asunto. Los problemas relativos a la ecología reciben ya un tratamiento educativo cada vez más intenso en ella, bien a través de materias específicas en los que se puedan plantear, bien mediante actividades extraacadémicas puntuales. Los ecologistas saben que concienciar a los jóvenes supone también concienciar indirectamente a los padres respecto de los problemas medioambientales. En nuestro caso, se da la circunstancia de que todo está por hacer, porque esta forma de contaminación ha sido hasta ahora ignorada por casi todo el mundo. En el caso concreto de Catalunya, la necesidad de divulgación se planteará con intensidad cuando, estando la ley aprobada, haya que fomentar su conocimiento, incluso entre los propios ecologistas que, por lo general, desconocen bastante el fenómeno.

La universidad, finalmente, tampoco puede quedar al margen, máxime cuando este asunto abre un enorme horizonte para la investigación. Desde el punto de vista de la parte técnica del problema, aquellas especialidades universitarias relacionadas con el diseño de luminarias, componentes electrònicos de las mismas, sistemas de regulación del flujo eléctrico, lámparas, diseño de alumbrado de exteriores e, incluso, arquitectura van a tener aquí en el futuro un estímulo innegable para la innovación y experimentación. Pero donde el horizonte que se abre es enorme es, sin duda en los estudios de biología y medicina. En el primer caso, puede decirse que la investigación relativa a los efectos de la emisión de luz artificial en el medio nocturno sobre la flora y la fauna es un territorio prácticamente virgen, en el que pueden producirse sorpresas por ahora impensables. En el segundo, la indagación sobre los efectos de la luz artificial en el hombre, aún no siendo algo novedoso, resulta ser también un territorio, en gran medida, por explorar.

En función de todo ello, resulta evidente el fundamental papel que van a tener que jugar los docentes en la tarea de divulgar el fenómeno y sensibilizar a sus alumnos acerca del mismo, fomentando, especialmente en el caso de los universitarios, el estímulo por la investigación de sus distintos aspectos. Será, por ello, necesario, preparar materiales didácticos inexistentes en el momento presente, empezando por la tarea de recopilación y sistematización de toda la información (por ahora escasa) que pueda existir al respecto, con el fin de establecer un fondo documental que sirva de base para la posterior edición de los mencionados materiales didácticos. En Catalunya, dado que la futura ley prevé la creación de la Oficina Técnica para el Control de la Contaminación Lumínica, que velará por el cumplimiento y divulgación efectiva de la misma, dicha tarea recopilatoria podría resultar de una actividad combinada entre las universidades y los departamentos de Enseñanza y Medio Ambiente.


6. Propuestas de trabajo.

Ofrezco, a continuación, una relación de sugerencias relativas a actividades que se pueden realizar en el aula:

-Debates sobre el tema.

Se pueden organizar, primeramente, a partir de la visualización de documentales sobre el tema. Hay dos: "Luces que nos roban las estrellas", realizado por TVE2, y proyectado en el segundo canal de Televisión Española en el programa Línea 900 y otro, proyectado en el canal de Catalunya, de esta misma cadena en el programa "Gran Angular". Es posible pedir copias, imagino. Además, que yo sepa, no se ha editado y comercializado ningún documental monográfico sobre este asunto, ni siquiera en inglés.

En el caso de no poder disponer de estos documentales, se puede utilizar cualquier otro sobre consumo energético y ecología, o bien sobre el cambio climático, añadiéndole información suplementaria sobre la contaminación lumínica.

También se puede realizar la misma actividad basándose en la lectura de algún texto. En nuestras páginas Web (http://www.celfosc.org/) se pueden encontrar textos suficientes para ello. Procuramos ir introduciendo lo más interesante de lo que se publica.

Ejercicios prácticos:

a) Medida de la intensidad de la contaminación lumínica a partir de la determinación de la estrella más débil observable en una determinada constelación. Se trata de un ejercicio de observación que no requiere especiales conocimientos de Astronomía. Mediante el uso de un mapa de una constelación en el que figuran las magnitudes (valor numérico del brillo) de algunas estrellas, desde las más brillante, hasta las que se encuentran en el límite de la capacidad de detección del ojo, hay que intentar distinguir la más débil. Si se hace bien, siguiendo las instrucciones precisas y haciendo la observación en las condiciones ambientales que se sugieren, se puede obtener una medida aproximada del grado de deterioro del cielo nocturno por acción de la contaminación lumínica en un lugar determinado. Incluso se puede hacer desde distintos lugares en una misma localidad, lo cual da una idea de los efectos locales del fenómeno. Al final, si se realizan observaciones desde distintos lugares, es posible representar sobre un mapa de una ciudad, los distintos niveles de intensidad de la contaminación. En nuestra Web, bajo el apartado "Mapa de la contaminación lumínica de Catalunya" se encuentran las instrucciones para hacer todo esto.

b) Estudio de los espectros de los distintos tipos de lámparas. Para comprender el porqué propugnamos el uso preferente de las lámparas de Vapor de Sodio de Baja y Alta Presión, por ser menos contaminantes y consumir menos, se puede hacer lo siguiente: aprovechar que, por regla general, en los laboratorios de Física de los centros suele haber espectroscopios de bolsillo para organizar una o varias sesiones dedicadas a la exposición de la naturaleza de la luz. Pedir a una empresa fabricante, o al propio Ayuntamiento, modelos de los distintos tipos de lámparas, si es posible con información técnica relativa a las distintas bandas e intensidades de emisión de cada una de ellas, para realizar un examen del espectro y analizar la eficiencia de cada tipo de lámpara.

c) Estudio del grado de contaminación lumínica generado por los distintos tipos de luminarias que se comercializan actualmente. Para ello, hay que conseguir un catálogo de los fabricantes, que incluya lo que se denomina un diagrama polar de cada luminaria (un gráfico representativo del modo por el cual la luminaria difunde la luz). Se puede ver fácilmente qué luminarias contaminan más que otras, por difundir más o menos luz por encima de la línea del horizonte.

d) Cálculo del ahorro en el consumo del alumbrado urbano. Se solicita información técnica al Ayuntamiento relativa a un cierto sector del alumbrado urbano (un barrio, por ejemplo) que tenga luminarias con bombillas de Vapor de Mercurio: número de puntos de luz, potencia de las bombillas instaladas, número de horas de funcionamiento al año, precio del Kw/h que se paga, gastos de mantenimiento, etc. A continuación se calcula el consumo y costes de mantenimiento anual de dichas bombillas. Se hace la misma operación, pero con las bombillas equivalentes de Sodio de Alta y Baja Presión, que son de menor potencia. Al final, se determina el ahorro energético y económico resultantes.

e) "Safari" fotográfico. Se organizan grupos de alumnos con el fin de obtener fotografías de la contaminación lumínica en todos sus aspectos: calles bien y mal iluminadas, luminarias contaminantes y no contaminantes, núcleos urbanos pequeños, medianos y grandes, focos puntuales de contaminación (párkings, negocios nocturnos, urbanizaciones), dispersión hacia el cielo, nubes iluminadas, etc. Se precisa una cámara réflex, un objetivo de tipo zoom para conseguir distintas focales y encuadres, un trípode, disparador de cable y película fotográfica o diapositiva de 400 ASA. Al final, se comentan los resultados y se puede organizar una pequeña exposición. Una fotografía recomendable para captar como aumenta la eficiencia de la dispersión de la luz en la atmósfera debido a la humedad, se puede obtener fotografiando desde el mismo lugar, en condiciones de ausencia de luna, la misma área de cielo (lo más fácil es elegir la zona polar) en dos noches distintas, una sin humedad y otra con humedad ambiental perceptible, utilizando el mismo tiempo de exposición, la misma película e igual apertura de diafragma. Al hacer el revelado automático se avisa al fotógrafo de que se trata de fotografías del cielo nocturno que, por lo general, exigen un incremento del valor estándar de la densidad típica utilizada en el proceso de revelado convencional. De no hacerse, el cielo presenta un color gris-verdoso, falto de contraste. Con las imágenes finales, se compara el incremento del brillo del cielo e, incluso, si somos capaces de identificar las estrellas que se corresponden con los arcos que aparecen en ellas y buscar su magnitud correspondiente, se puede intentar estimar la degradación del fondo del cielo determinando las estrellas de magnitud más débil en una y otra fotografía y haciendo la diferencia.

7. Epílogo

No he pretendido en ningún momento escamotear al lector mi personal vinculación con la historia anteriormente expuesta, pero tampoco la he explicitado en demasía. Ahora bien, quiero finalizar confesando que tomé la decisión de empezar esta lucha cuando, en abril de 1992, durante unas Jornadas Estatales de Astronomía celebradas en la isla de La Palma, después de escuchar a diestro y siniestro los lamentos de mis colegas por la progresión imparable de la contaminación, propuse la simple redacción de un escrito de denuncia y nadie me hizo el menor caso, por considerar que se trataba de una guerra perdida de antemano. Pensé entonces que no era nada lógico, pero sí muy cómodo, dar por perdida una batalla en la que uno está cargado de razón, máxime cuando en Canarias ya existía la prueba palpable de que era perfectamente compatible el objetivo de la protección del cielo nocturno con las necesidades luminotécnicas de una sociedad avanzada. Al regresar, convencí a mis compañeros de la Societat Astronómica de Figueres de la necesidad de iniciar una protesta, al menos con el fin de parar la progresión del fenómeno en nuestra comarca. Así empezó todo y aquí estamos hoy, ocho años después, a punto de tener una ley y habiendo contribuido a crear un revuelo notable en el resto del estado.

Por delante hay una inmensa tarea pedagógica que hacer. Hay que conseguir que la gente entienda que hacer un uso racional de la energía, en general, y de la eléctrica, en particular, no solamente es un beneficio económico para el usuario, sino un ejercicio de responsabilidad personal y, me atrevería a decir, también, un deber ético. Olvidamos con frecuencia que somos simples usuarios transitorios del planeta, y no sus propietarios. Como decía en una conocida carta, uno de los últimos jefes indios al presidente de los EEUU: "la Tierra no nos pertenece; nosotros pertenecemos a la Tierra". Curiosamente, la astrofísica del siglo XX le ha dado la razón, al haber puesto de manifiesto nuestra profunda vinculación y dependencia del cosmos: estamos hechos de materia de estrellas y a ellas debemos nuestra existencia. Si las eliminamos, desaparece su testimonio constante de nuestros orígenes. Con ellas se desvanece también algo muy precioso de nosotros mismos. Por esta razón, y hoy con mayor motivo, tenemos el deber de preservar la Tierra y el cielo para el disfrute de las futuras generaciones que, aunque todavía no existen, tienen derecho a que se les entregue un planeta habitable.

Confieso también que, con el tiempo, ha variado el orden de mi valoración sobre los efectos de la contaminación lumínica. Inicialmente me importaba únicamente el impacto negativo del fenómeno en la observación astronómica. Era lo que me concernía más directamente. Ahora, sin renunciar a ello en absoluto, concedo una creciente importancia a los demás efectos medioambientales que ocasiona. Con el tiempo, cada vez me pesa más la conciencia de que nada nos autoriza a esquilmar los recursos naturales de la Tierra, inmersos como estamos en una especie de vorágine consumista y comportándonos como si fuéramos la última generación de habitantes del planeta. Daba grima, por ejemplo, contemplar por televisión los fastos del recientemente celebrado falso milenio y observar cómo los habitantes de las grandes metrópolis del mundo competían entre sí por ver quien consumía más kilovatios enviando luz al cielo, llenando el aire de desechos pirotécnicos y las calles de toneladas de basuras, en un patético intento de demostrar su chauvinista e ilusoria pretendida superioridad respecto de los demás. Aquella fue, sin duda, la noche con la mayor contaminación lumínica de la historia. Uno deseaba entonces y también ahora que ¡ojalá! fuera también la única.

PERE HORTS

Spai Chile 2008

La resolución del conflicto del LED azul marca un hito

La resolución del conflicto del LED azul marca un hito; las empresas toman medidas para crear un sistema que valore los inventos de sus empleados en su justa medida.

Nichia Corp., el fabricante japonés del diodo fotoemisor azul (LED), se ha comprometido a pagar 840 millones de yenes (8 millones de dólares) a su antiguo empleado en compensación por el invento de la tecnología para la fabricación del LED azul, que ha servido para transformar la que en su día era una pequeña compañía química del Japón rural en un monopolio mundial de hecho en la producción del LED azul.

La resolución del conflicto por la demanda del inventor, alcanzada por mediación judicial el pasado 11 de enero y en la que exigía una enorme cantidad económica como compensación, atrajo la atención de la sociedad no sólo como una noticia del sector empresarial, sino también como un acontecimiento que tendrá una gran repercusión social y dará lugar a un replanteamiento del papel de los individuos en las organizaciones de Japón en general, y al de los ingenieros de las sociedades mercantiles en particular. También ha inducido a las empresas a considerar la adopción de un régimen adecuado de compensaciones para los inventos de sus empleados, algo que en el pasado se había dejado de lado, pero que ha cobrado una importancia crucial en los tiempos que corren en los que cada vez tienen más importancia a los derechos de la propiedad intelectual.

Shuji Nakamura interpuso una demanda en el Tribunal de Distrito de Tokio en el 2002 por la que exigía a su antiguo empleador, Nichia Corp., una empresa con sede en la Ciudad de Anan, de Tokushima, el pago de 20.000 millones de yenes en compensación por la invención de la tecnología en 1990 cuando fue contratado por la compañía que abandonó en 1999. Nakamura, ciudadano japonés que en la actualidad es profesor de la Universidad de California en Santa Bárbara, afirmó que la compañía ha ganado, y ganará, enormes cantidades de dinero gracias a su invento, el cual es considerado como un gran avance en ese campo.

El LED azul es un semiconductor que emite luz azul cuando se hace pasar la electricidad a través de él. Si bien los LED rojo y verde fueron inventados hace más de 20 años, la invención del LED azul se resistía y se pensó que aún tardaría bastante más tiempo en inventarse. Gracias al invento de Nakamura, Nichia lo sacó al mercado en 1993, mucho antes de lo esperado, para una amplia gama de usos, desde los visualizadores de video a gran escala, los indicadores luminosos y las fuentes luminosas de las pantallas de los teléfonos móviles.

En enero del 2004, el Tribunal de Distrito de Tokio dictaminó que la compañía debería pagar a Nakamura la cantidad total que éste exigía, sobre la base de los 120.800 millones de yenes que la compañía habrá ganado por los derechos exclusivos de esta tecnología que le corresponden por derecho hasta octubre del 2010, cuando la patente caduca. En la sentencia, la contribución de Nakamura a las ganancias quedó establecida en el 50%, o 60.000 millones de yenes, mucho más de lo que él había reclamado.

Atónitos ante la cuantía de esta suma de dinero, la compañía recurrió la sentencia ante el Tribunal Superior de Tokio. El tribunal, más que dictar sentencia, hizo todo lo posible por mediar en el conflicto, y logró que las dos partes aceptaran la mediación. En su mediación, el Tribunal Superior de Tokio calculó que las ganancias obtenidas por Nichia Corp. con la tecnología del LED azul era una cantidad muy inferior pero no la especificó puesto que se le añadieron otras posibles ganancias atribuibles a otras 159 patentes menores de las que Nakamura era el responsable. La contribución de Nakamura se valoró en un 5% de las ganancias atribuibles a las patentes en cuestión. Nichia se comprometió a pagarle 608 millones de yenes, en concepto del valor de su invento más otros 230 millones de yenes por el atraso en el pago.

Aunque el conflicto ya está resuelto, parece que ha suscitado más interrogantes que respuestas sobre el régimen de compensación por lo que se denomina “inventos de los empleados”, y ha dejado claro que el mundo empresarial japonés no está preparado para el entorno cambiante en este campo.

En primer lugar, lo que ha sido bastante desconcertante para el ciudadano de a pie es la enorme diferencia entre los cálculos de las ganancias efectuados por los dos tribunales atribuibles al invento de Nakamura y su contribución a éste. También ha resultado sorprendente la pequeñísima cantidad de dinero con que el empleador había recompensado en un principio a Nakamura por su invento, apenas 20.000 yenes como “compensación justa”. El Asahi Shimbun comentaba en su editorial del pasado 12 de enero que estas cifras únicamente “nos han dejado desconcertados respecto de la norma que ha de aplicarse para conocer el valor justo de un invento. Así debe de pensar la sociedad a este respecto”.

La mediación del Tribunal Superior de Tokio lógicamente supuso un alivio para los ejecutivos empresariales, que hasta entonces habían contemplado con muchos nervios todo este asunto tras el susto que experimentaron con la sentencia del Tribunal de Distrito de Tokio por la que se les exigía el pago de una cantidad de tales proporciones que, según afirmaban, podría llegar a poner en peligro la salud de la gestión empresarial. Hiroshi Okuda, presidente de Nippon Keidanren, dijo que las condiciones de la mediación estaban “en la línea de las normas habitualmente admitidas”.

Pero se cuestiona que el tribunal no haya aclarado cómo llegó a establecer la cantidad de beneficios atribuibles al invento y la participación del 5% del inventor en éste. En las pasadas sentencias de los tribunales por los inventos de empleados en conflictos parecidos a éste, se menciona el 5% prácticamente como una norma, pero el proceso para calcularlo nunca se ha llegado a explicar completamente, lo cual ha inducido a algunos críticos a preguntarse si la judicatura posee la capacidad necesaria para poder valorar con exactitud la compensación debida al inventor

Sin embargo, la cantidad se considera desproporcionada

En marcado contraste con la “declaración de victoria” de Nichia respecto de la resolución, Nakamura no ocultaba su profundo descontento y enfado con el resultado, que, según se cree, ha aceptado debido a la posibilidad de que otra causa judicial no le garantizaría un mejor resultado. No obstante, 840 millones de yenes constituyen una cifra enorme, como pago a una sola persona, en compensación por un invento a un empleado de una empresa en Japón. El paso que dio al demandar a su empleador también se ha interpretado como un gran avance de trascendencia histórica, puesto que va a desencadenar toda una serie de demandas de naturaleza parecida. Su demanda se consideró entonces como una lucha histórica librada por un particular contra una organización, que suele enterrar incluso a las personas con más talento, corriendo el riesgo de ser tratado como un “traidor”. El Nihon Keizai Shimbun, en su editorial del 12 de enero, elogiaba el litigio al reconocer “su importancia al desafiar la poca valoración actual de los inventos de los empleados y sacar todo este asunto a la luz”. El periódico reconocía la trascendencia de la demanda de Nakamura y la sentencia del Tribunal de Distrito de Tokio, por cuanto ha desencadenado iniciativas dentro del sector industrial para mejorar la compensación y el trato que se dispensa a los inventores”.

También significa mucho para las sociedades mercantiles, especialmente en estos momentos en los que cada vez están más preocupadas por el valor estratégico de los derechos de propiedad intelectual y la habilidad para consolidarlos. Si bien a los ejecutivos por lo general les preocupa la probabilidad de que se produzca una excesiva demanda de compensaciones por parte de los empleados, hay algunos que entienden la importancia de ofrecerles suficientes incentivos para poder mantenerlos.

Sea cual sea el caso, muchas empresas están tomando medidas para crear con antelación un régimen interno por el que, de mutuo acuerdo, se establezca una “compensación justa” de forma precisa y transparente. El gobierno también va a prestar ayuda mediante la promulgación, a partir del próximo 1 de abril, de una modificación de la Ley de Patentes con estipulaciones para este mecanismo de arbitraje. Al valorar el reconocimiento del Tribunal Superior de Tokio de la necesidad de considerar también el desarrollo de la empresa, el Sankei Shimbun decía, en su editorial del 12 de enero, que “la instrumentación de un sistema que valore de una forma racional los inventos y la contribución de los inventores es una tarea urgente”.


Spai Chile 2008

martes, 25 de marzo de 2008

Leds vs otras fuentes de iluminación

Los LED ofrecen muchas ventajas frente a las bombillas tradicionales. La importancia de dichas ventajas dependerá de su aplicación específica, pero incluyen:

Ventajas en general:

· Larga duración (+50.000 horas).
· Bajo coste de mantenimiento.
· Más eficiencia que las lámparas incandescentes y las halógenas.
· Encendido instantáneo.
· Completamente graduable sin variación de color.
· Emisión directa de luces de colores sin necesidad de filtros.
· Gama completa de colores.
· Control dinámico del color y puntos blancos ajustables Ventajas de diseño:
· Libertad total de diseño con luces invisibles.
· Colores intensos, saturados.
· Luz direccionada para sistemas más eficaces.
· Iluminación fuerte, a prueba de vibraciones. Ventajas medioambientales:
· Sin mercurio
· Sin irradiaciones de infrarrojos o ultravioletas en la luz visible

Ventajas de diseño:

· Libertad total de diseño con luces invisibles.
· Colores intensos, saturados.
· Luz direccionada para sistemas más eficaces.
· Iluminación fuerte, a prueba de vibraciones.

Ventajas medioambientales:
· Sin mercurio
· Sin CO2
· Sin irradiaciones de infrarrojos o ultravioletas en la luz visible

sábado, 22 de marzo de 2008

Aplicaciones de los LEDs I

La aplicación más directa que tienen los LEDs sobre el campo de la domótica es conseguir una adecuada iluminación y ambientación, según la situación lo requiera, ya que no olvidemos que la domótica se basa en hacer la estancia en el hogar, o en un edificio cualquiera, lo más agradable y cómoda posible.

La domótica se está implantando en los hogares. Y la pregunta es ¿Por qué LEDs y no focos incandescentes? Efectivamente, cada día más se está imponiendo el uso del LED. Debido a que este no es una bombilla, sino un circuito electrónico, y su adaptación a la domótica es más simple que la iluminación convencional. Los LEDs están preparados para que puedan ser controlados por una centralita u ordenador. Desde ahí se controla: la intensidad de la luz, la cantidad de focos que tienen que estar encendidos o apagados, programar un horario por razones de seguridad. Con todo esto respondemos con contundencia a la pregunta anterior, ya que para una casa “inteligente” el manejo de estos circuitos es mucho más directo, ya que son fácilmente integrables.

Damos ahora ejemplos sobre este tipo de iluminaciones que podemos conseguir con los LEDs, es obvio que en una hipotética casa que pudiera detectar por ejemplo nuestro estado de ánimo, o situaciones de comportamiento específicas, podría variar fácilmente la iluminación y los tonos del recinto o instancia gracias al uso de estos.

1. Alumbrado para suelos, pavimentos, baños… Ya que cada una de estas estancias tendrá una iluminación diferente y propia acorde con sus características.

2. Alumbrado decorativo, ya que es importante para el bienestar y en cierta forma también es fin propio de la iluminación decorar e entorno, según las necesidades de este.

3. Alumbrado de exteriores, ya que soporta mejor las condiciones ambientales, que otros focos incandescentes.

4. Orientación por zonas de la casa que puedan ser comprometidas en horarios nocturnos, claramente en una zona controlada por sensores, cuando se detecte movimiento automáticamente se activará.

5. Ambientación de ciertas zonas del hogar “especiales”, como puede ser una cama de matrimonio o cualquier lugar en el cual sea interesante dispones de varios ambientes según la situación lo requiera. Gracias a la diversidad en las tonalidades que se pueden conseguir, es otro punto a favor del LED, en este tipo de situaciones.

6. Proporcionar seguridad, ya que podemos dejar programada en la centralita ciertos horarios para crear la iluminación adecuada, que en este caso pueda persuadir a posibles ladrones, creando la sensación de que efectivamente la casa está habitada sin realmente estarlo.

7. Alumbrado para suelos, pavimentos, baños… Ya que cada una de estas estancias tendrá una iluminación diferente y propia acorde con sus características.

8. Alumbrado decorativo, ya que es importante para el bienestar y en cierta forma también es fin propio de la iluminación decorar e entorno, según las necesidades de este.

9. Alumbrado de exteriores, ya que soporta mejor las condiciones ambientales, que otros focos incandescentes.

10. Orientación por zonas de la casa que puedan ser comprometidas en horarios nocturnos, claramente en una zona controlada por sensores, cuando se detecte movimiento automáticamente se activará.

11. Ambientación de ciertas zonas del hogar “especiales”, como puede ser una cama de matrimonio o cualquier lugar en el cual sea interesante dispones de varios ambientes según la situación lo requiera. Gracias a la diversidad en las tonalidades que se pueden conseguir, es otro punto a favor del LED, en este tipo de situaciones.

12. Proporcionar seguridad, ya que podemos dejar programada en la centralita ciertos horarios para crear la iluminación adecuada, que en este caso pueda persuadir a posibles ladrones, creando la sensación de que efectivamente la casa está habitada sin realmente estarlo.

En definitiva el LED forma y formará parte fundamental de la iluminación en hogares y edificios en un futuro, ya que con el paso del tiempo estos edificios y su automatización es inevitable, y por tanto las ventajas derivadas de que la fuente que produzca la iluminación sea realmente un circuito, son que su integración y control por parte de las centralitas sea fácil de conseguir y adecuada según las necesidades del entorno. Pudiendo tener situaciones en las que debemos crear una atmósfera de calma y quietud, y otras en las que es interesante un ambiente más dinámico.

sábado, 15 de marzo de 2008

Contaminación Lumínica I

¿QUIÉN NOS HA ROBADO LA VÍA LÁCTEA? EL PROBLEMA DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA.

Introducción: el consumo energético y los problemas ambientales

Durante millones de años, los seres vivientes de la Tierra han ido adaptando sus procesos biológicos de acuerdo con dos ciclos astronómicos fundamentales: la sucesión de las estaciones y la alternancia día-noche. Dado que la percepción de ambos fenómenos es desigual según la latitud, las distintas especies se han acomodado a la singularidad de ambos ciclos en su hábitat. Cualquier perturbación en alguno de ellos originaría distorsiones cuyo alcance desconocemos, pero que, con toda seguridad, ocasionarían la extinción de algunas especies y la aparición de nuevas exigencias adaptativas para las demás.

La acción del hombre y su cultura sobre el medio ambiente está, en la actualidad, generando una seria alteración en ambos ciclos cósmicos. La actividad industrial y las formas de vida propias de las sociedades consumistas no se pueden sostener, de mantenerse el actual modelo de economía capitalista, sino es mediante un creciente consumo energético. Niveles más elevados de "bienestar" exigen consumir cada vez más energía, proceso que amenaza con conducir a situaciones aberrantes como, por ejemplo, la de que, actualmente, gaste 100 veces más energía un ciudadano de un país industrializado que un habitante del tercer mundo. El consumo responsable de energía debería ser algo consubstancial a la educación cívica de la población por dos motivos. El primero de ellos: porque el actual modelo de consumo energético se basa en la conversión en energía de recursos naturales no renovables (carbón, petróleo o uranio), con lo cual su despilfarro acorta el tiempo de uso y priva de su disfrute a los habitantes de países no desarrollados. El segundo: porque en los procesos de conversión en energía, transporte y su posterior consumo, se generan residuos que contaminan gravemente el medio ambiente (radioactividad, lluvia ácida, contaminación de los mares, contaminación atmosférica por humos tóxicos) y amenazan con alterar el equilibrio climático (efecto invernadero por emisión de CO2). En la actualidad, el calentamiento global del planeta debido a este efecto es ya una evidencia científica y sus efectos devastadores sobre el clima son crecientes: lluvias torrenciales, huracanes catastróficos, inundaciones, sequías prolongadas, deshielo de los casquetes polares y un lamentable y futuro largo etcétera.

Si bien la contaminación atmosférica por el CO2 emitido por las centrales térmicas de producción de electricidad, las industrias y los automóviles, es la principal responsable del efecto invernadero que amenaza el equilibrio climático de la Tierra, el uso excesivo e irresponsable de la energía eléctrica en el alumbrado de exteriores es la causa de una nueva agresión medioambiental que amenaza ni más ni menos que con eliminar la noche, alterando así el segundo ciclo cósmico fundamental. El fenómeno ya tiene un nombre: contaminación lumínica.



La Tierra de noche, vista desde el satélite. No es sólo un mapa de las zonas habitadas, sino también de la riqueza.


1. La contaminación lumínica. Formas.

Con este nombre se designa la emisión directa o indirecta hacia la atmósfera de luz procedente de fuentes artificiales, en distintos rangos espectrales. Sus efectos manifiestos son: la dispersión hacia el cielo (skyglow), la intrusión lumínica, el deslumbramiento y el sobreconsumo de electricidad.

La dispersión hacia el cielo se origina por el hecho de que la luz interactúa con las partículas del aire, desviándose en todas direcciones. El proceso se hace más intenso si existen partículas contaminantes en la atmósfera (humos, partículas sólidas) o, simplemente, humedad ambiental. La expresión más evidente de esto es el característico halo luminoso que recubre las ciudades, visible a centenares de kilómetros según los casos, y las nubes refulgentes como fluorescentes. Como detalle anecdótico e ilustrativo se puede mencionar el hecho de que el halo de Madrid se eleva 20 Km. por encima de la ciudad y el de Barcelona es perceptible a 300 Km de distancia, desde el Pic du Midi y las sierras de Mallorca. En condiciones normales, los navegantes podrían ir de Mallorca a Barcelona de noche, simplemente guiándose por el resplandor del halo.

La intrusión lumínica se produce cuando la luz artificial procedente de la calle entra por las ventanas invadiendo el interior de las viviendas. Su eliminación total es imposible porque siempre entrará un cierto porcentaje de luz reflejada en el suelo o en las paredes, pero de aceptar esto a tener que tolerar como inevitables ciertos casos aberrantes de descontrol luminotécnico, como poner globos sin apantallar frente a las ventanas, o iluminar fachadas con potentes focos, hay un abismo. Al no existir conciencia ciudadana de que esto es una nada sutil forma de agresión medioambiental, nadie piensa en denunciarlo, excepto en casos contados de protestas multitudinarias de vecinos. No existen, que yo sepa, estudios rigurosos acerca del grado de afectación de la luz artificial sobre el hombre, aunque ciertos casos curiosos parecen apuntar hacia una conexión entre el uso de bombillas de Vapor de Mercurio (luz blanca) y la exteriorización de mayores índices de agresividad.

De todos modos, hay un punto que resulta evidente: si, como parece, los ciclos corporales están en sintonía con los ciclos naturales de la luz, la presencia de ésta en el ambiente durante el sueño puede ser causa de alteraciones todavía no completamente identificadas. Recientemente, se ha descubierto que el uso de luces tipo "led" en habitaciones de niños pequeños es desaconsejable porque produce alteraciones en el sueño. Ahora bien. Hay un caso de trastorno evidente: el de aquellas personas que en verano necesitan imperiosamente abrir la ventana para dormir y no pueden hacerlo si tienen la desventura de tener un foco luminoso frente a ella: sueño inquieto, ausencia de reposo, insomnio, cansancio y nerviosismo son las consecuencias más usuales.

El deslumbramiento se origina cuando la luz de una fuente artificial incide directamente sobre el ojo, y es tanto más intenso cuanto más adaptada a la oscuridad esté la visión. Al ser éste un efecto indeseado, toda la luz que lo origina no se aprovecha, cosa que no sólo es un despilfarro, sino que constituye un elemento evidente de inseguridad vial y personal. El modelo luminotécnico vigente prima el deslumbramiento porque se basa en la falsa concepción de que el exceso de luz incrementa la visibilidad y los ciudadanos, inconscientes de ello, demandan más luz a los responsables públicos, en la creencia de que su seguridad personal aumenta con el exceso. Al final resulta todo lo contrario: una persona deslumbrada carece de seguridad, se mire por donde se mire: es vulnerable a las agresiones físicas y también ve mermada su capacidad de respuesta en la carretera al no poder su ojo percibir los detalles inmediatos. Exceso de luz mal dirigida y buena visibilidad son términos opuestos.

El alumbrado de carreteras representa un punto crítico en esta cuestión. Se tiende a iluminar con exceso de potencia el mayor número posible de tramos de carretera, en la creencia de que ello supone un aumento de la seguridad vial. Habría que ver los estudios estadísticos sobre siniestralidad nocturna en carreteras iluminadas y no iluminadas para poder evaluar con equidad la conveniencia de hacerlo o no. Porque hay algo que sí es evidente: los conductores corren más en los tramos iluminados y esto supone un incremento del factor de riesgo velocidad. Por otra parte, a veces se instalan en carreteras de circulación densa y autopistas puntos de luz con luminarias incorrectamente apantalladas que deslumbran y, sorprendentemente, no se ve en ello un factor de inseguridad. Finalmente, tampoco nadie se preocupa del enorme deslumbramiento que suponen las instalaciones privadas o públicas situadas en las inmediaciones de la carretera: campos de deportes con proyectores apuntando directamente a ella y focos exteriores de industrias o de particulares con la misma orientación inadecuada, son un espectáculo común en nuestras vías de circulación. El cúmulo de despropósitos de este estilo es innumerable, y uno nunca termina de sorprenderse al ver uno nuevo. Parece mentira que nadie se haya preocupado de informar a los instaladores de la necesidad de orientar correctamente estas luminarias.

Al final, lo más incongruente: nadie parece pensar en el hecho elemental de que el alumbrado de carreteras debería diseñarse de acuerdo con las peculiaridades de la visión nocturna, en vez de empeñarse en convertir la noche en día. Nuestro ojo ha evolucionado de tal forma que en su parte posterior, llamada retina, posee dos tipos de células especializadas en la captación de luz: unas, los conos, concentrados en la fovea, el centro de la visión, son especialmente sensibles a las longitudes de onda de la intensa luz diurna y son las responsables de la captación de los colores y de la visión directa de los objetos. Otras, denominadas bastones, actúan preferentemente en la visión nocturna y se sitúan alrededor de la fovea. Aunque ligeramente más sensibles que los conos a las longitudes de onda del color azul, son ciegas a los demás colores, pero capaces de percibir detalles trabajando a niveles de luminosidad muy bajos, en los que los conos dejan de operar. Su sensibilidad a la luz depende de una sustancia llamada rodopsina, que las va llenando progresivamente conforme avanza el proceso de adaptación a la oscuridad, muy conocido entre los astrónomos aficionados. Al cabo de una media hora en general, el ojo ha adquirido el límite de su capacidad de adaptación y puede ejercer sus funciones de visión nocturna a pleno rendimiento.

Todo el mundo ha experimentado lo que sucede cuando pasamos de un ámbito muy iluminado a otro totalmente oscuro: necesitamos tiempo para adaptarnos a la oscuridad y pasamos de no ver nada en absoluto a percibir, primero, formas inconcretas; después formas más específicas y, finalmente, detalles menores y distintos niveles de brillo en ellos. Al estar situados los bastones en los alrededores de la retina, su máximo rendimiento se obtiene cuando observamos indirectamente los objetos, lo que se denomina visión lateral. Algo parecido sucede cuando pasamos repentinamente de la oscuridad a la luz muy intensa: quedamos deslumbrados y durante un cierto tiempo no tenemos la agudeza visual necesaria para percibir los objetos con nitidez, con lo que nuestra capacidad de respuesta frente a los obstáculos se ve muy mermada hasta que no nos adaptamos a la luz. Ambas situaciones se producen cuando salimos de un entorno urbano muy iluminado a una carretera oscura o cuando, procedentes de ella, llegamos al entorno urbano. A nadie se le ha ocurrido aplicar la idea de progresividad en el alumbrado de estas zonas. Un alumbrado ideal sería aquél que disminuiría paulatinamente el nivel de luz en dirección saliente, dando al ojo un mínimo tiempo para empezar a adaptarse a la oscuridad. En sentido contrario, el sistema sería igualmente adecuado.

El sobreconsumo, finalmente, es la consecuencia indeseada e inevitable de los factores anteriormente descritos. Si éstos se evitaran, ahorraríamos porcentajes mínimos de un 25% en la factura de la luz, pudiéndose alcanzar porcentajes mayores del 40% en ciertos casos, si existiera la voluntad de utilizar lámparas de sodio de baja presión y se hiciera una fuerte apuesta por rebajar potencias en las luminarias. Porque lo cierto es que hasta el presente ha existido una especie de contubernio entre las compañías eléctricas y los fabricantes de luminarias y de bombillas, por el cual unos y otros han hecho del exceso de consumo su principal negocio. Las eléctricas porque mayor consumo equivalía hasta ahora a tener un mayor beneficio y los fabricantes de bombillas y de luminarias porque cuanto mayor sea la potencia que se instale, tanto más se encarece el producto, reduciéndose, además, su vida útil. Por razones coyunturales, ahora el negocio parece desplazarse hacia la política de ahorro en el consumo, por lo cual, en principio, no existe aparente oposición por su parte a reducir la contaminación lumínica. Por otro lado, la exigencia de ofrecer al mercado nuevas luminarias no contaminantes y lámparas más eficientes, puede suponer, incluso un revulsivo para la competitividad del sector.

2. Efectos en la biodiversidad.

Aunque resulte un tanto extraño decirlo, hay que considerar a esta novedosa forma de contaminación, cuyos efectos son todavía muy poco estudiados, como perfectamente equiparable a la emisión de humos hacia la atmósfera o al vertido de contaminantes en los ríos, porque, en el fondo, consiste en la emisión de energía producida artificialmente hacia un medio naturalmente oscuro. Tiene efectos comprobados sobre la biodiversidad de la flora y la fauna nocturna que, dicho sea de paso, es mucho más numerosa que la diurna y precisa de la oscuridad para sobrevivir y mantenerse en equilibrio. La proyección de luz en el medio natural origina fenómenos de deslumbramiento y desorientación en las aves, y una alteración de los ciclos de ascenso y descenso del plancton marino, lo que afecta a la alimentación de especies marinas que habitan en las cercanías de la costa. También incide sobre los ciclos reproductivos de los insectos, algunos de los cuales han de atravesar notables distancias para encontrarse y no pueden pasar por las "barreras del luz" que forman los núcleos urbanos iluminados. Se rompe, además, el equilibrio poblacional de las especies, porque algunas son ciegas a ciertas longitudes de onda de luz y otras no, con lo cual las depredadoras pueden prosperar, mientras se extinguen las depredadas. Finalmente, la flora se ve afectada al disminuir los insectos que realizan la polinización de ciertas plantas. Aunque es algo no estudiado todavía, resulta palpable que esto podría afectar a la productividad de determinados cultivos.

3. Efectos en la biodiversidad.

En otro orden de cosas, la emisión indiscriminada de luz hacia el cielo y su dispersión en la atmósfera constituyen un evidente atentado contra el paisaje nocturno, al ocasionar la desaparición progresiva de los astros. Algunos de ellos no tienen un brillo puntual como las estrellas, sino que son extensos y difusos (las nebulosas y las galaxias) y, por esta razón, son los primeros en resultar afectados. Su visión depende del contraste existente entre su tenue luminosidad y la oscuridad del fondo del cielo. Al dispersarse la luz, éste se torna gris y estos objetos desaparecen. El ejemplo más notable de esta especie de "asesinato celeste" lo constituye la desaparición total de la visión del plano de la Via Láctea, nuestra galaxia, desde los entornos urbanos. Hay que alejarse mucho de los núcleos habitados para encontrar cielos lo suficientemente oscuros como para poder observarla en toda su magnificiencia y, en la práctica, no creo que haya más de uno o dos lugares en Catalunya que sean todavía casi vírgenes. En mi propia experiencia he de constatar que, en mi niñez, el espectáculo de la galaxia era algo habitual desde mi casa (por aquel entonces ubicada en el extrarradio de mi ciudad). Ahora, desde el mismo sitio, es solamente una presencia que intuyo en raras noches de gran oscuridad y transparencia.

M15, cúmulo globular en Pegasus, situado a 34.000 años-luz. Por tratarse de un objeto difuso, se ve rápidamente afectado por la contaminación lumínica. Foto Pere Horts


Al incrementarse más y más el brillo del cielo, acaban por desaparecer también, de forma progresiva, las estrellas, con lo que, al final, solamente las más brillantes, algunos planetas y la Luna resultan visibles en medio de un cielo urbano que es como una neblina gris-anaranjada. Si consideramos que en condiciones óptimas, nuestro ojo alcanza a distinguir estrellas hasta la sexta magnitud, lo cual supone poder alcanzar a ver unas 3.000 en verano, podremos juzgar con equidad la magnitud de lo que nos perdemos.

La destrucción del paisaje celeste comporta, a mi entender, profundas consecuencias culturales y humanas. Si el desplazamiento masivo de la población desde áreas rurales a las urbanas ya implica de por sí una pérdida inevitable de las formas de vida tradicionales y de los elementos culturales en que éstas se basan, la imposibilidad de contemplar el cielo desde las ciudades priva además al individuo de un contacto directo con el universo, lo que origina un inevitable empobrecimiento cultural y personal. En las sociedades industriales, donde el volumen de información acerca del cosmos que está a disposición de cualquiera es enorme, se da la circunstancia paradójica de que los individuos sufren un desconocimiento mayor de las cosas del universo, si comparamos esta situación con la que se encuentran, en general, los habitantes de zonas rurales, menos evolucionadas, que pueden saber menos sobre los astros, pero que los sienten como algo infinitamente más cercano.

En las sociedades rurales, en épocas anteriores, la presencia del firmamento y sus fenómenos era algo con lo que, tradicionalmente, se convivía. Los ciclos cósmicos y su vinculación con la agricultura y la tradición han generado a lo largo de los tiempos un patrimonio cultural y folclórico (en el mejor sentido del término) que está desapareciendo a pasos agigantados: el conocimiento de las constelaciones, con todas las historias vinculadas a ellas; su posición en el cielo en relación con la época del año; su relación con las tareas agrícolas; la nomenclatura popular con la que se designaba a las estrellas y otros astros; expresiones del lenguaje ordinario que incluían referencias astronómicas; la posibilidad de observar fenómenos celestes como lluvias de estrellas, cometas y todo un tesoro de leyendas construido alrededor de la contemplación del firmamento constituyen hoy una relación de cuestiones para el recuerdo.

Pero hay algo más: el desarraigo que afecta al hombre en la gran urbe no es sólo consecuencia de su falta de contacto con la naturaleza, que acaba por devenir un artículo de consumo más para los domingos, sino también de la pérdida inevitable del sentido de su existencia en relación con el cosmos. Para las generaciones de jóvenes actuales, el universo es ya tan sólo algo con lo que únicamente entran en contacto a través del cine y de lo que están y se sienten desvinculados. Además, el tipo de educación que se ofrece en escuelas y centros de enseñanza media no incluye, por lo general, nociones de Astronomía más que en casos muy raros y siempre vinculados al voluntarismo de algún profesor que tenga horas libres para poder ofrecer dichos conocimientos en una materia optativa. Como resultado, se da la paradoja de que, mientras la sociedad, debido a la evolución de la economía y a la revolución tecnológica, se va acercando cada vez más al establecimiento de una civilización planetaria, los individuos parecen estar alejándose cada vez más de ella, regresando incluso a posiciones de un nuevo tribalismo, porque la educación que reciben les escamotea el conocimiento del universo y no les ofrece la posibilidad de orientar su propia humanidad en relación a él, algo indispensable para la formación de una conciencia que esté al nivel de esta pretensión.

A todo lo dicho hay que añadir que la contaminación lumínica, juntamente con la contaminación radioeléctrica y la del espacio, representa la más seria amenaza para el progreso de la astrofísica. La dispersión de la luz en la atmósfera convierte el fenómeno en algo capaz de alterar la calidad del cielo a grandes distancias, afectando así las zonas en las que se ubican los observatorios profesionales. Por esta razón, los primeros signos de denuncia del peligro que suponía la contaminación lumínica para la ciencia astronómica procedieron de los sectores astrofísicos y se canalizaron a través de la Unión Astronómica Internacional (IUA), cristalizando en una serie de convenios de protección de los observatorios, establecidos con la UNESCO, y en la redacción de recomendaciones de carácter luminotécnico para los distintos estados de la Tierra. Pero estas ultimas no se han tenido en cuenta, en la práctica, con lo cual hoy día la situación es realmente angustiosa y algunos observatorios, o bien han cerrado, o bien se mantienen realizando tareas de observación menores en comparación con las observaciones que se podrían realizar si el cielo nocturno no se hubiera deteriorado.

4. Propuestas de solución

Qué duda cabe de que el uso de la electricidad para generar luz ha constituido un innegable factor de progreso, pero no es menos cierto que su mal uso se ha convertido, lamentablemente, en una expresión característica más de nuestro irracional estilo de vida consumista. Otras formas de uso de la luz, distintas de lo puramente doméstico e industrial - ornamental, comercial, propagandístico y lúdico -, han ido apareciendo con el tiempo y, poco a poco, han ido invadiendo el entorno, hasta convertirse en un elemento "natural" de nuestro hábitat ciudadano. En ausencia de normativas reguladoras, el crecimiento desordenado de las ciudades y de los espacios dedicados a las actividades industriales, así como de los centros nocturnos de diversión ha ido llenando el cielo nocturno de luz y nadie ha advertido que, poco a poco, íbamos apagando las estrellas y la noche agonizaba.

Se podría pensar que el fenómeno es inevitable y que no queda otro remedio que elegir entre frenar el progreso o extender el certificado de defunción del cielo nocturno, pero esto no es así. A veces, cuando planteamos el problema a personas desinformadas, nos suelen salir con el tópico de que queremos "dejarlo todo a oscuras", cuando lo que pretendemos no es otra cosa que utilizar menos luz para iluminar mejor. De modo que existe solución, aunque la contaminación lumínica no se puede erradicar nunca del todo, porque siempre existirá un porcentaje de luz que el suelo reflejará hacia la atmósfera. Se trata también, entre otras cosas, de que este porcentaje de luz sea el mínimo posible.

¿Qué hay que hacer? Recomendaciones prácticas.


-Hay que evitar la emisión directa de luz hacia el cielo, cosa que se consigue usando luminarias orientadas en paralelo al horizonte, con bombillas bien apantalladas y eficientes, de la potencia necesaria para alumbrar el suelo de acuerdo con los criterios de seguridad, pero no más. Es, también, aconsejable emplear con preferencia las luminarias que tengan el vidrio refractor de cerramiento plano y transparente.

-A ello hay que añadir el apagado de alumbrados ornamentales y de grandes espacios exteriores que resultan injustificables a partir de cierta hora. Dichos espacios suelen alumbrarse con potentes proyectores orientados incorrectamente que dispersan mucha luz hacia el cielo y también en direcciones laterales. Si esto se hace, se aprovecha al máximo la energia y se reduce considerablemente el consumo. También hay que remodelar este tipo de alumbrado, cambiando bombillas, variando su inclinación y utilizando dispositivos que eviten la dispersión de la luz fuera del área a iluminar.

-Existen, además, otros factores de ahorro, como el contratar la tarifa más ventajosa con la compañía eléctrica, tener un buen plan de mantenimiento de las instalaciones, o reducir la potencia instalada, respetando los límites de seguridad, con lo que se alarga la vida de las instalaciones. En el capítulo del ahorro a largo plazo, los beneficios son incalculables, en términos de disminución del efecto invernadero, de la lluvia ácida y la producción de residuos radioactivos. Si pensamos en las catástrofes futuras que se derivan del calentamiento global del planeta y lo que puede significar ahorrárselas, la elección es clara. Existe, además, una poderosa razón que aconseja emprender dichos cambios: la inversión económica necesaria para realizarlos se amortiza en menos de dos años con el descenso del consumo. Sorprendentemente, se trata del único problema medioambiental cuya solución no implica inversiones a fondo perdido, sino que genera beneficios.

Iniciativas jurídicas.

El problema de la contaminación lumínica no se puede solucionar si no se establecen medidas jurídicas que lo regulen. Dichas medidas pueden adoptar, bien la forma de una ley, bien de una ordenanza municipal. Una tercera posibilidad la constituye el establecimiento de medidas correctoras impulsadas a partir de un proyecto general de ahorro energético de aplicación municipal y coordinado desde un gobierno central o autonómico. De estas tres posibilidades, las más efectivas, creo yo, son las dos primeras, especialmente por el carácter definitivo que pueden imprimir a las transformaciones propugnadas, mientras que un plan siempre adolece de un carácter transitorio y está subordinado al voluntarismo y eficiencia de quienes han de ponerlo en práctica.

Afortunadamente, las iniciativas jurídicas existen y están ya consolidadas, con resultados francamente positivos. Las primeras surgieron en los EEUU, a resultas de la fundación de la International Dark-Sky Association, primera organización dedicada a la defensa del cielo nocturno y a combatir la contaminación lumínica, fundada por David Crawford, astrofísico norteamericano que, tras su jubilación, asumió el reto de combatir el fenómeno. De la mano de la IDA, distintas ciudades y estados de los EEUU, especialmente en Arizona, aprobaron leyes u ordenanzas reguladoras. El germen sembrado por Crawford germinó y así aparecieron entidades similares a la IDA en otros países, especialmente los europeos. Inglaterra, Francia, Suiza, Alemania, Grecia e Italia son algunos de ellos. Destaca, en especial, Italia, como el país donde más ordenanzas y leyes regionales han sido aprobadas. Recientemente (marzo de 2000), la región de la Lombardía ha aprobado la suya. En América Latina, Chile, en razón de albergar el complejo de observatorios astronómicos del ESO (European Southern Observatory), acaba de aprobar también una ley de prevención del fenómeno

Hasta hace relativamente poco, España estaba al margen de este proceso. Existía el precedente de la Ley del Cielo (1988), de Canarias, requisito imprescindible para el establecimiento de los observatorios astronómicos en las islas, pero no surgió ninguna otra iniciativa hasta el año 1995, cuando, a instancias de la Societat Astronómica de Figueres, con el apoyo de los Institutos de Astrofísica de Canarias y de Andalucía, Greenpeace y distintos grupos de aficionados, se gestó la primera campaña de denuncia del problema ante distintas instancias oficiales. Catalunya fue la primera comunidad autonómica en la que se aprobaron las dos primeras medidas parlamentarias (bastante tímidas, por cierto) que supusieron ya un primer reconocimiento. El punto de inflexión lo determinó la realización de un plan de ahorro energético contra la contaminación lumínica impulsado por el Ayuntamiento de Figueres (Catalunya) que venía a ser la confirmación definitiva de las tesis que defendíamos los impulsores de la campaña. Ante la evidencia de los hechos, el asunto empezó a cobrar resonancia y así, en 1997, fundamos Cel Fosc, un grupo de activistas que, con sus páginas Web (http://www.celfosc.org/) y una lista de correo electrónico, se planteó impulsar una nueva fase de la campaña con la finalidad de conseguir medidas jurídicas efectivas. Un proyecto de elaboración del mapa de la Contaminación Lumínica en Catalunya por parte de escolares tuvo tanto eco periodístico que los responsables políticos no tuvieron más remedio que asumir la realidad del problema e instar desde el Parlament al gobierno catalán a legislar para corregirlo. Después de un período de trabajos, una Comisión técnica elaboró un Anteproyecto de Ley que, en el momento de escribir este artículo, está próximo a llegar al Parlamento. Entretanto, distintos ayuntamientos catalanes han empezado a hacerse cargo del problema, destacando la iniciativa del de Tárrega (Lleida, Catalunya) que aprobó en 1998 la primera Ordenanza Municipal de protección del Cielo Nocturno de todo el estado español.

Distintos movimientos de denuncia han ido surgiendo en otros puntos del Estado. El más importante está constituido por el grupo Cielo Oscuro, de la Agrupación Astronómica de Madrid, que ha realizado una campaña mucho más directa y agresiva, pero que está alcanzando también resultados importantes: una moción del Parlamento de la Comunidad de Madrid y otra del Parlamento Español, amén de distintos planes de remodelación de alumbrado por parte de distintos ayuntamientos de la comunidad de Madrid, son sus logros más notables. Indudablemente, las iniciativas de Cel Fosc y Cielo Oscuro están siendo un revulsivo prometedor para la futura limitación de la contaminación lumínica en España.

Continuara...

Spai Chile 2008

miércoles, 12 de marzo de 2008

Características físicas de los leds

Principio físico

El fenómeno de emisión de luz está basado en la teoría de bandas, por la cual, una tensión externa aplicada a una unión p-n polarizada directamente, excita los electrones, de manera que son capaces de atravesar la banda de energía que separa las dos regiones.Si la energía es suficiente los electrones escapan del material en forma de fotones.

Cada material semiconductor tiene unas determinadas características que y por tanto una longitud de onda de la luz emitida.

A diferencia de las lámparas de incandescencia cuyo funcionamiento es por una determinada tensión, los Led funcionan por la corriente que los atraviesa. Su conexión a una fuente de tensión constante debe estar protegida por una resistencia limitadora. En la siguiente figura se puede apreciar una representación característica de potencia-intensidad.

Teoría de bandas

En un átomo aislado los electrones pueden ocupar determinados niveles energéticos pero cuando los átomos se unen para formar un cristal, las interacciones entre ellos modifican su energía, de tal manera que cada nivel inicial se desdobla en numerosos niveles, que constituyen una banda, existiendo entre ellas huecos, llamados bandas energéticas prohibidas, que sólo pueden salvar los electrones en caso de que se les comunique la energía suficiente. En los aislantes la banda inferior menos energética (banda de valencia) está completa con los e- más internos de los átomos, pero la superior (banda de conducción) está vacía y separada por una banda prohibida muy ancha (~ 10 eV), imposible de atravesar por un e-. En el caso de los conductores las bandas de conducción y de valencia se encuentran superpuestas, por lo que cualquier aporte de energía es suficiente para producir un desplazamiento de los electrones.

Entre ambos casos se encuentran los semiconductores, cuya estructura de bandas es muy semejante a los aislantes, pero con la diferencia de que la anchura de la banda prohibida es bastante pequeña. Los semiconductores son, por lo tanto, aislantes en condiciones normales, pero una elevación de temperatura proporciona la suficiente energía a los electrones para que, saltando la banda prohibida, pasen a la de conducción, dejando en la banda de valencia el hueco correspondiente.

En el caso de los diodos Led los electrones consiguen saltar fuera de la estructura en forma de radiación que percibimos como luz (fotones).

Composición de los Leds

Para obtener colores distintos en los diodos LED se aplican diferentes composiciones, a continuación haremos una breve descripción de algunas de las distintas posibilidades. Vamos a describir la composición que caracteriza a cada uno de los tres colores más utilizados: el rojo, verde y el amarillo.

Led Rojo

Formado por GaP consiste en una unión p-n obtenida por el método de crecimiento epitaxial del cristal en su fase líquida, en un substrato.

La fuente luminosa está formada por una capa de cristal p junto con un complejo de ZnO, cuya máxima concentración está limitada, por lo que su luminosidad se satura a altas densidades de corriente. Este tipo de Led funciona con baja densidades de corriente ofreciendo una buena luminosidad, utilizándose como dispositivo de visualización en equipos portátiles. El constituido por GaAsP consiste en una capa p obtenida por difusión de Zn durante el crecimiento de un cristal n de GaAsP, formado en un substrato de GaAs, por el método de crecimiento epitaxial en fase gaseosa. Actualmente se emplea los Led de GaAlAs debido a su mayor luminosidad.
El máximo de radiación se halla en la longitud de onda 660 nm.

Led anaranjado y amarillo

Están compuestos por GaAsP al igual que sus hermanos los rojos pero en este caso para conseguir luz anaranjada y amarilla así como luz de longitud de onda más pequeña, lo que hacemos es ampliar el ancho de la “banda prohibida” mediante el aumento de fósforo en el semiconductor.

Su fabricación es la misma que se utiliza para los diodos rojos, por crecimiento epitaxial del cristal en fase gaseosa, la formación de la unión p-n se realiza por difusión de Zn.

Como novedad importante en estos Leds se mezcla el área emisora con una trampa isoelectrónica de nitrógeno con el fin de mejorar el rendimiento.

Led Verde

El Led verde está compuesto por GaP. Se utiliza el método de crecimiento epitaxial del cristal en fase líquida para formar la unión p-n.Al igual que los Leds amarillos, también se utiliza una trampa isoelectrónica de nitrógeno para mejorar el rendimiento. Debido a que este tipo de Led posee una baja probabilidad de transición fotónica, es importante mejorar la cristalinidad de la capa n. La disminución de impurezas a larga la vida de los portadores, mejorando la cristalinidad.

Su máxima emisión se consigue en la longitud de onda 555 nm.


Criterios de elección


Dimensiones y color del diodo


Actualmente los Leds tienen diferentes tamaños, formas y colores. Tenemos Leds redondos, cuadrados, rectangulares, triangulares y con diversas formas.Los colores básicos son rojo, verde y azul, aunque podemos encontrarlos naranjas, amarillos incluso hay un Led de luz blanca. Las dimensiones en los Led redondos son 3mm, 5mm, 10mm y uno gigante de 20mm. Los de formas poliédricas suelen tener unas dimensiones aproximadas de 5×5mm.

2. Ángulo de vista

Esta característica es importante, pues de ella depende el modo de observación del Led, es decir, el empleo práctico de aparato realizado.Cuando el Led es puntual la emisión de luz sigue la ley de Lambert, permite tener un ángulo de vista relativamente grande y el punto luminoso se ve bajo todos los ángulos.

3. Luminosidad

La intensidad luminosa en el eje y el brillo están intensamente relacionados. Tanto si el Led es puntual o difusor, el brillo es proporcional a la superficie de emisión. Si el Led es puntual, el punto será más brillante, al ser una superficie demasiado pequeña. En uno difusor la intensidad en el eje es superior al modelo puntual.

Estructura de un Led

Existen numerosos encapsulados disponibles para los leds y su cantidad se incrementa de año en año a medida que las aplicaciones de los leds se hacen más especificas.

Por ahora nos detendremos a estudiar las partes constitutivas de un led a través de la siguiente imagen la cual representa tal vez el encapsulado más popular de los leds que es el T1 ¾ de 5mm. de diámetro.

Como vemos el led viene provisto de los dos terminales correspondientes que tienen aproximadamente 2 a 2,5 cm de largo y sección generalmente de forma cuadrada. En el esquema podemos observar que la parte interna del terminal del cátodo es más grande que el ánodo, esto es porque el cátodo está encargado de sujetar al sustrato de silicio, por lo tanto será este terminal el encargado de disipar el calor generado hacia el exterior ya que el terminal del ánodo se conecta al chip por un delgado hilo de oro, el cual prácticamente no conduce calor. Es de notar que esto no es así en todos los leds, solo en los últimos modelos de alto brillo y en los primeros modelos de brillo estándar, ya que en los primeros led de alto brillo es al revés. Por eso no es buena política a la hora de tener que identificar el cátodo, hacerlo observando cual es el de mayor superficie. Para eso existen dos formas más convenientes, la primera y más segura es ver cuál es el terminal más corto, ese es siempre el cátodo no importa que tecnología sea el led. La otra es observar la marca plana que también indica el cátodo, dicha marca plana es una muesca o rebaje en un reborde que tiene los leds. Otra vez este no es un método que siempre funciona ya que algunos fabricantes no incluyen esta muesca y algunos modelos de leds pensados para aplicaciones de clúster donde se necesitan que los leds estén muy pegados, directamente no incluye este reborde.

El terminal que sostiene el sustrato cumple otra misión muy importante, la de reflector, ya que posee una forma parabólica o su aproximación semicircular, este es un punto muy crítico en la fabricación y concepción del led ya que un mal enfoque puede ocasionar una pérdida considerable de energía o una proyección despareja.

Un led bien enfocado debe proyectar un brillo parejo cuando se proyecta sobre una superficie plana. Un led con enfoque defectuoso se puede identificar porque proyecta formas que son copia del sustrato y a veces se puede observar un aro más brillante en el exterior de circulan, síntoma seguro de que la posición del sustrato se encuentra debajo del centro focal del espejo terminal.

Dentro de las características ópticas del led aparte de su luminosidad esta la del ángulo de visión, se define generalmente el ángulo de visión como el desplazamiento angular desde la perpendicular donde la potencia de emisión disminuye a la mitad. Según la aplicación que se le dará al led se necesitara distintos ángulos de visión así son típicos leds con 4, 6, 8, 16, 24, 30, 45,60 y hasta 90 grados de visión. Generalmente el ángulo de visión está determinado por el radio de curvatura del reflector del led y principalmente por el radio de curvatura del encapsulado. Por supuesto mientras más chico sea el ángulo y a igual sustrato semiconductor se tendrá una mayor potencia de emisión y viceversa.

Otro componente del led que no es muestra en la figura pero que es común encontrarlo en los led de 5mm son los stand-off o separadores, son topes que tienen los terminales y sirven para separar los leds de la plaqueta en aplicaciones que así lo requieren, generalmente si se va colocar varios leds en una plaqueta conveniente que no tenga stand - off ya que de esta forma el encapsulado del led puede apoyarse sobre la plaqueta lo que le dará la posición correcta, esto es especialmente importante en leds con ángulo de visión reducido.Por último tenemos el encapsulado epoxi que es el encargado de proteger al semiconductor de las inclemencias ambientales y como dijimos ayuda a formar el haz de emisión.
Existen básicamente 4 tipos de encapsulado si lo catalogamos por su color.· Transparente o clear water (agua transparente): Es el utilizado en leds de alta potencia de emisión, ya que el propósito de estos leds es fundamentalmente iluminar, es importante que estos encapsulados no absorban de ninguna manera la luz emitida.

· Coloreados o tinted: Similar al anterior pero coloreado con el color de emisión de sustrato similar al vidrio de algunas botellas, se usa principalmente en leds de mediana potencia y/o donde sea necesario identificar el color del led aun apagado.

· Difuso o difused: Estos leds tiene un aspecto más opacos que el anterior y están coloreados con el color de emisión, poseen pequeñas partículas en suspensión de tamaño microscópicos que son las encargadas de desviar la luz, este tipo de encapsulado le quita mucho brillo al led pero le agrega mucho ángulo de visión ya que los múltiples rebotes de la luz dentro del encapsulo le otorgan un brillo muy parejo sobre casi todos los ángulos prácticos de visión.

· Lechosos o Milky: Este tipo de encapsulado es un tipo difuso pero sin colorear, estos encapsulado son muy utilizados en leds bicolores o multicolores. El led bicolor es en realidad un led doble con un cátodo común y dos ánodos (3 terminales) o dos led colocados en contraposición (2 terminales). Generalmente el primer caso con leds rojo y verde es el más común aunque existen otras combinaciones incluso con más colores.

Es muy importante hacer notar que en todos los casos el sustrato del led es el que determina el color de emisión y no el encapsulado. Un encapsulado con frecuencia de paso distinta a la frecuencia de emisión del sustrato solo lograría filtrar la luz del led, bajando así su brillo aparente al igual que todo objeto colocado delante de él.



Intensidad relativa vs Longitud de onda (P)





Forward Current vs Forward Voltage
Red 5, Ultra Red 4, HE Red 6, Orange 7, Bright Red 3,
HE Green 9, Yellow 8



Relative Luminous Intensity vs Forward Current
Ultra Red 4, HE Red 6, Orange 7, Yellow 8, HE Green 9
Red 5, Bright Red 3, Pure Blue C




Forward Current vs Ambient Air Temperature
Red 5, Ultra Red 4, HE Red 6, Orange 7,
HE Green 9, Ultra Blue D, Yellow 8, Bright Red 3




Relative Luminous Intensity vs Ambient Temperature
Red 5, Bright Red 3, Ultra Red 4, HE Green 9, Yellow 8




Maximum Tolerable Peak Current vs Pulse Duration
Ultra Red, Red, HE Red, Orange, Yellow, HE Green,
Ultra Green (523nm), Ultra Green (502nm), Pure Blue, Ultra Blue





Uso de la retroiluminación LEDs superficies








Cuadro de Colores





Los cuadros, gráficos e imágenes se realizan a través de la cortesía de LEDtronics.

Responsabilidad: La información en este documento se proporcionan elementos básicos para educar a uno en el que operan las propiedades y características de los LED del usuario. Nosotros no implica que la información es exacta o aplicable a todos los aspectos de uso de LED. Cada solicitud tendrá que ser realizado por sus propios méritos y con pleno entendimiento de que los daños y las lesiones son de exclusiva responsabilidad del "constructor". Nosotros no prescindir de ingeniería de asesoramiento. Usted necesidad de determinar los productos específicos que necesitará para su aplicación específica.

Spai Chile 2008


viernes, 7 de marzo de 2008

Historia de los leds


... "Un LED, siglas en inglés de Light-Emitting Diode (diodo emisor de luz) es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz cuasi-monocromática, es decir, con un espectro muy angosto, cuando se polariza de forma directa y es atravesado por una corriente eléctrica. El color, (longitud de onda), depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo, pudiendo variar desde el ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el infrarrojo, recibiendo éstos últimos la denominación de IRED (Infra-Red Emitting Diode)"

El primer led comercialmente utilizable fue desarrollado en el año 1962, combinando Galio, Arsénico y Fósforo (GaAsP) con lo cual se consiguió un led rojo con una frecuencia de emisión de unos 650 nm con una intensidad relativamente baja, aproximadamente 10 mcd @20mA, (mcd = milicandela, posteriormente explicaremos las unidades fotométricas y radiométricas utilizadas para determinar la intensidad lumínica de los leds). El siguiente desarrollo se basó en el uso del Galio en combinación con el Fósforo (GaP) con lo cual se consiguió una frecuencia de emisión del orden de los 700 nm. A pesar de que se conseguía una eficiencia de conversión electrón- fotón o corriente-luz más elevada que con el GaAsP, esta se producía a relativamente baja corrientes, un incremento en la corriente no generaba un aumento lineal en la luz emitida, sumado a esto se tenía que la frecuencia de emisión estaba muy cerca del infrarrojo una zona en la cual el ojo no es muy sensible por lo que el led parecía tener bajo brillo a pesar de su superior desempeño de conversión.

Los siguientes desarrollos, ya entrada la década del 70, introdujeron nuevos colores al espectro. Distinta proporción de materiales produjo distintos colores. Así se consiguieron colores verde y rojo utilizando GaP y ámbar, naranja y rojo de 630nm (el cual es muy visible) utilizando GaAsP. También se desarrollaron leds infrarrojos, los cuales se hicieron rápidamente populares en los controles remotos de los televisores y otros artefactos del hogar.

En la década del 80 un nuevo material entró en escena el GaAlAs Galio, Aluminio y Arsénico. Con la introducción de este material el mercado de los leds empezó a despegar ya que proveía una mayor performance sobre los leds desarrollados previamente. Su brillo era aproximadamente 10 veces superior y además se podía utilizar a elevadas corrientes lo que permitía utilizarlas en circuitos multiplexados con lo que se los podía utilizar en display y letreros de mensaje variable. Sin embargo este material se caracteriza por tener un par de limitaciones, la primera y más evidente es que se conseguían solamente frecuencias del orden de los 660nm (rojo) y segundo que se degradan más rápidamente en el tiempo que los otros materiales, efecto que se hace más notorio ante elevadas temperaturas y humedades. Hay que hacer notar que la calidad del encapsulado es un factor fundamental en la ecuación temporal. Los primeros desarrollos de resinas epoxi para el encapsulado poseían una no muy buena impermeabilidad ante la humedad, además los primeros leds se fabricaban manualmente, el posicionamiento del sustrato y vertido de la resina era realizado por operarios y no por maquinas automáticas como hoy en día, por lo que la calidad del led era bastante variable y la vida útil mucho menor que la esperada. Hoy en día esos problemas fueron superados y cada vez son más las fábricas que certifican la norma ISO 9000 de calidad de proceso. Además últimamente es más común que las resinas posean inhibidores de rayos UVA y UVB, especialmente en aquellos leds destinado al uso en el exterior.

En los 90 se apareció en el mercado tal vez el más exitoso material para producir leds hasta la fecha el AlInGaP Aluminio, Indio, Galio y Fósforo. Las principales virtudes de este tetar compuesto son que se puede conseguir una gama de colores desde el rojo al amarillo cambiando la proporción de los materiales que lo componen y segundo, su vida útil es sensiblemente mayor, a la de sus predecesores, mientras que los primeros leds tenía una vida promedio efectiva de 40.000 horas los leds de AlInGaP podían más de 100.000 horas aun en ambientes de elevada temperatura y humedad.

Es de notar que muy difícilmente un led se queme, si puede ocurrir que se ponga en cortocircuito o que se abra como un fusible e incluso que explote si se le hace circular una elevada corriente, pero en condiciones normales de uso un led se degrada o sea que pierde luminosidad a una tasa del 5 % anual. Cuando el led ha perdido el 50% de su brillo inicial, se dice que ha llegado al fin de su vida útil y eso es lo que queremos decir cuando hablamos de vida de un led. Un rápido cálculo nos da que en un año hay 8760 horas por lo que podemos considerar que un LED de AlInGaP tiene una vida útil de más de 10 años.

Como dijimos uno de factores fundamentales que atentan contra este número es la temperatura, tanto la temperatura ambiente como la interna generada en el chip, por lo tanto luego nos referiremos a técnicas de diseño de circuito impreso para bajar la temperatura. Explicaremos un detalle de mucha importancia respecto a los leds y su construcción. Cuando se fabrica el led, se lo hace depositando por capas a modo de vapores, los distintos materiales que componen el led, estos materiales se depositan sobre una base o sustrato que influye en la dispersión de la luz. Los primeros leds de AlInGaP se depositaban sobre sustratos de GaAs el cual absorbe la luz innecesariamente. Un adelanto en este campo fue reemplazar en un segundo paso el sustrato de GaAs por uno de GaP el cual es transparente, ayudando de esta forma a que más luz sea emitida fuera del encapsulado. Por lo tanto este nuevo proceso dio origen al TS AlInGaP (Tranparent Substrate) y los AlInGaP originales pasaron a denominarse AS AlInGaP (Absorbent Susbtrate). Luego este mismo proceso se utilizo para los led de GaAlAs dando origen al TS GaAlAs y al As GaAlAs. En ambos casos la Eficiencia luminosa se incrementaba típicamente en un factor de 2 pudiendo llegar en algunos casos a incrementarse en un factor de 10. Como efecto secundario de reemplazar el As por el TS se nota un pequeño viro al rojo en la frecuencia de emisión, generalmente menor a los 10nm.A final de los 90 se cerró el circulo sobre los colores del arco iris, cuando gracias a las tareas de investigación del Shuji Nakamura, investigador de Nichia, una pequeña empresa fabricante de leds de origen japonés, se llego al desarrollo del led azul, este led siempre había sido difícil de conseguir debido a su elevada energía de funcionamiento y relativamente baja sensibilidad del ojo a esa frecuencia (del orden de los 460 nm). Hoy en día coexisten varias técnicas diferentes para producir luz azul, una basada en el SiC Silicio – Carbono otra basada en el GaN Galio – Nitrógeno, otra basada en InGaN Indio-Galio-Nitrógeno sobre substrato de Zafiro y otra GaN sobre sustrato SiC. El compuesto GaN, inventado por Nakamura, es actualmente el más utilizado. Otras técnicas como la de ZnSe Zinc – Selenio ha sido dejadas de lado y al parecer el SiC seguirá el mismo camino debido a su bajo rendimiento de conversión y elevada degradación con la temperatura.

Dado que el azul es un color primario, junto con el verde y el rojo, tenemos hoy en día la posibilidad de formar el blanco con la combinación de los tres y toda la gama de colores del espectro, esto permite que los display gigantes y carteles de mensajes variables full color se hagan cada día más habituales en nuestra vida cotidiana. Es también posible lograr otros colores con el mismo material GaN, como por ejemplo el verde azulado o turquesa, de una frecuencia del orden de los 505 nm. Este color es importante ya que es el utilizado para los semáforos y entra dentro de la norma IRAM 2442 Argentina y VTCSH parte 2 americana y otras. Su tono azulado lo hace visible para las personas daltónicas. El daltonismo es una enfermedad congénita que hace a quien lo padece ser parcialmente ciego a determinadas frecuencias de color, generalmente dentro de ellas está la correspondiente al verde puro que tiene una frecuencia del orden de los 525 nm.

Otros colores también son posibles de conseguir como por ejemplo el púrpura, violeta o ultravioleta. Este último es muy importante para la creación de una forma más eficiente de producir luz blanca que la mera combinación de los colores primarios, ya que añadiendo fósforo blanco dentro del encapsulado, este absorbe la radiación ultravioleta y emite frecuencia dentro de todo el espectro visible, logrando luz blanca en un proceso similar al que se produce en el interior de los tubos fluorescentes. A veces el fósforo posee una leve tonalidad amarillenta para contrarrestar el tono azulado de la luz del semiconductor. Luego de tantos materiales y frecuencias de ondas sería bueno resumir todo esto en una forma más clara, es por ello en la tabla 1 se detallan los distintos frecuencias de emisión típica de los leds comercialmente disponibles y sus materiales correspondientes. Los datos técnicos fueron obtenidos de distintos fabricantes. Es de notar que la resolución del ojo es del orden de los 3 a 5 nm según el color de que se trate.



La pantalla en Freemont Street en Las Vegas es actualmente la más grande del mundo.


Mina del Edén, Ciudad de Zacatecas

Spai Chile 2008