Cielos oscuros. Su importancia y la necesidad de protegerlos

Los cielos oscuros son el estado impoluto de la naturaleza nocturna. Son lugares en donde la oscuridad del cielo nocturno debería estar libre de interferencias de luz artificial. En México existe una importante cantidad de cielos oscuros aún no reconocidos oficialmente, que merecen ser protegidos por sus propiedades naturales y su potencial científico, educativo y cultural. Sin embargo, los cielos oscuros mexicanos están siendo afectados por procesos de urbanización heterogéneos en los que la contaminación lumínica ha tenido un papel diferenciado y es necesario determinar su impacto ambiental.

Contaminación lumínica 
Se trata de la emisión del flujo luminoso de fuentes artificiales en intensidades, direcciones, horarios o rangos espectrales innecesarios para la realización de las actividades previstas en la zona en la que se instalan las luces y cuya manifestación principal se encuentra en el brillo del cielo nocturno, debido a la reflexión y difusión de la luz por las moléculas del aire, aerosoles y partículas suspendidas de pequeño tamaño en la atmósfera. El uso inapropiado y excesivo de luz artificial no solo está afectando nuestra visión del universo, sino que también tiene un impacto importante en los humanos y en la vida silvestre. La luz o su ausencia —la oscuridad— son factores ambientales que influyen poderosamente en las condiciones de vida de las especies biológicas, incluidos los seres humanos. A través de su evolución, los sistemas biológicos de nuestro planeta se han adaptado a los ciclos astronómicos que los acompañan y han desarrollado técnicas de detección de luz y oscuridad que aseguran la integración de su comportamiento en la progresión anual de las estaciones. El nivel bajo de iluminación que evidentemente existe por la noche es un ciclo natural con el cual está familiarizada la mayoría de los organismos de la biodiversidad terrestre.  

La consecuencia más común de la contaminación lumínica es el brillo del cielo nocturno, que puede ser causado por una escalada injustificada de propagación de iluminación artificial en la atmósfera nocturna, conllevando una reducción del contraste entre la luminancia del cielo afectado y la de los cuerpos estelares. Lo anterior tiene un impacto notable en la astronomía y en la observación de procesos atmosféricos nocturnos; es por ello que la evidencia de este fenómeno fue inicialmente descrita por astrónomos que alertaron sobre la perturbación del estado natural del cielo nocturno y sobre la reducción casi total de la visibilidad de los cuerpos celestes a causa de los flujos luminosos no deseados de las fuentes artificiales de luz.

Cada día son más conocidos y frecuentes los estudios sobre los efectos de la contaminación lumínica desde perspectivas ecológicas y biológicas, estudios que consideran, por ejemplo, los efectos de la luz artificial en insectos y vertebrados (Moore et al., 2001; Anisimov, 2003; Vera y Migaud, 2009; Fox, 2012; Cho et al., 2015; Solano Lamphar y Kocifaj, 2015), incluidos los servicios ecosistémicos (Lyytimaki, 2013). Los animales no son los únicos organismos influenciados por la luz del cielo nocturn (Neil y Wu, 2006), por lo que ha surgido una valiosa línea de investigación sobre los efectos del brillo del cielo en las plantas. Los fotorreceptores de las plantas desempeñan varias funciones en el crecimiento de hojas y tallos, en el momento de la floración, la producción de frutos y en otros desarrollos de la vida (Briggs, 2014). Estos organismos generan su propio alimento a través del proceso de fotosíntesis: capturan la energía radiante de diferentes fuentes de luz a través de la clorofila y convierten el dióxido de carbono y el agua en azúcares que se utilizan como fuente de energía (Krause y Weis, 1991), un mecanismo crucial en el desarrollo de las plantas, incluyendo los ecosistemas acuáticos (Kirk, 1994).

Junto con la atmósfera, los cambios temporales y espaciales de la contaminación lumínica están determinados por la emisión de las fuentes de luz terrestre, entendiendo que el resultado es un efecto colectivo de todas las luces artificiales, privadas y públicas, que se distribuyen en la ciudad. Desafortunadamente son escasos los estudios teóricos o experimentales que analizan las fuentes de contaminación y sus consecuencias, debido a la falta de dispositivos de medición especializados y a la carencia de datos estadísticos que representen la cantidad de iluminación pública y privada con que cuenta una urbanización. Por tanto, es necesario realizar un diagnóstico en las ciudades de México que permita identificar la protección y restauración de cielos oscuros, que reconozca a la ciudad como un mecanismo que promueve la protección ambiental, que identifique geográficamente las capacidades de las ciudades para el uso de iluminación nocturna regulada y que permita impulsar y orientar acciones sostenibles de innovación que brinden beneficios ambientales, económicos y sociales, protegiendo los cielos oscuros y a todas las especies que los habitan.

El alumbrado de las ciudades es una compleja red que no solo permite realizar actividades durante la noche, sino que tiene una serie de significados para el desarrollo de una sociedad industrializada. La iluminación ha sido vista por las autoridades como una fuente de seguridad, de modo que se espera que calles y parques mejor iluminados se traduzcan en menores índices de delincuencia y vandalismo. Pero la iluminación urbana también es motor del desarrollo económico, no solo porque permite la vida nocturna, sino porque provoca sentimientos de orgullo y pertenencia al crear las condiciones necesarias para la apropiación del espacio público nocturno. Calvillo Cortés (2010) propone que la iluminación urbana supera los aspectos funcionales y llega a generar en el observador una respuesta emocional. En consecuencia, interviene en el grado de valoración de los espacios urbanos nocturnos y en el sentido de bienestar emocional de ciudadanos y visitantes. La concentración de la población en centros urbanos representa para algunos autores (Sveikauskas, 1975; Garrocho Rangel, 2017) el motor del crecimiento económico y del desarrollo humano. No obstante, en las ciudades también se viven problemáticas que afectan a su población: inseguridad, movilidad, altos costos, entre otros. La tendencia de crecimiento de las ciudades permite asegurar que en los próximos años los asentamientos urbanos concentrarán a la población mundial. En México, por ejemplo, la población urbana a mediados del siglo xx no representaba más de 35 % del total nacional (Unikel, 1968); para la década de 1970 este porcentaje se incrementó al 58.7  % y para 2010 aumentó a un 77.8  % (INEGI, 2010). Este crecimiento de la población urbana ha sido acompañado por el desarrollo del alumbrado público, que se ha ido extendiendo desde el surgimiento de la electricidad a principios del siglo xx. Antes de su llegada, “la noche era sinónimo de inseguridad, pues era el refugio de los delincuentes, los marginales, además era el momento propicio para las actividades inmorales” (Contreras Padilla, 2014). Es tal vez por esto que la iluminación artificial se relaciona con el crecimiento demográfico y la urbanización. En suma, tomando en cuenta los puntos mencionados, el tema de los cielos oscuros ligado a la necesidad de alumbrado en las ciudades requiere de una revisión profunda que contemple trabajo multidisciplinario e interdisciplinario. 

Acciones para proteger la oscuridad 
En la actualidad existen diferentes acciones, tanto desde las ciencias como desde los sectores público y privado, a favor de la protección del cielo nocturno. En Chile y España, por ejemplo, se han promulgado leyes que protegen los espacios de observación astronómica. En 2007, bajo el auspicio de la UNESCO y promovida por el Instituto de Astrofísica de Canarias, se celebró la primera conferencia “en defensa del cielo nocturno y el derecho a la luz de las estrellas”, con la que se inició una campaña internacional para conservar la calidad de los cielos nocturnos en pro de la biodiversidad, la economía y el derecho general a la observación de las estrellas; producto de este encuentro es la Declaración Starlight (ver recuadro). 



Desde la década de 1980 se han promulgado leyes en México a favor de la protección y mejoramiento del medio ambiente: la Ley Federal de Protección al Ambiente en 1982 y la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA) en 1988; ambas vigentes hasta la fecha. Pero no fue sino hasta 2019 que el Senado de la República emitió un decreto para prevenir la contaminación lumínica y hasta enero de 2021 que se modificaron varios artículos de la ley para incorporar conceptos como luz intrusa y contaminación lumínica, con los que se busca prevenir, reducir y controlar las afectaciones provocadas por la iluminación artificial mediante la promoción de la eficiencia del alumbrado exterior. En 2006 se promulgó en el municipio de Ensenada, Baja California, el Reglamento para la Prevención de la Contaminación Lumínica y, cuatro años más tarde, el congreso estatal la incluyó en su Ley de Protección del Ambiente. A través de esta reglamentación se estableció un área de protección para el Observatorio Astronómico Nacional, localizado en la Sierra de San Pedro Mártir, lo que representa el primer esfuerzo por proteger el cielo nocturno. En 2019, auspiciado por la red ECOS, se integró un grupo de profesionales, investigadores y académicos de distintas instituciones para dar forma al proyecto “Luces sobre la ciudad”, con el objetivo de “proponer estrategias conducentes a optimizar los beneficios de la iluminación y reducir sus efectos negativos en la salud humana y el medio ambiente”. La mitigación de la contaminación lumínica no solo se relaciona con el control y la eliminación del flujo luminoso emitido a la atmósfera o con la sustitución de tecnologías, sino que involucra procesos de planeación urbana y políticas de alumbrado público y privado que se adapten a las condiciones geográficas, sociales y económicas del lugar. Al igual que sucede con otras problemáticas relacionadas con el crecimiento de las ciudades, la mayoría de ellas no se deriva del crecimiento en sí, sino de “la incapacidad de las instituciones locales, regionales y nacionales para enfrentar los retos del rápido crecimiento de las ciudades” (Garrocho Rangel, 2017).

Es un hecho que la mayoría de la gente vivirá en centros urbanos en 2030. Para entonces, los asentamientos urbanos del mundo en desarrollo representarán el 80  % de la población urbana mundial (Garrocho Rangel, 2017) y, según estimaciones de la ONU, dos tercios de la población mundial será urbana en 2050. Así, la iluminación en las ciudades presenta grandes desafíos. El consumo de energía eléctrica suele ser el tema más atendido, a consecuencia de la preocupación por el cambio climático y de la necesidad de reducir la emisión de gases de efecto invernadero. La respuesta ha sido la sustitución de las fuentes tradicionales de luz, fluorescentes y de descarga, por tecnologías LED. En México, además, el alumbrado es entendido como un servicio público fundamental y una necesidad social insatisfecha (CONUEE, 2019), por lo que ha sido necesario implementar acciones que garanticen una cobertura nacional suficiente para brindar condiciones de seguridad y movilidad durante la noche. 

El problema de medir la luz 
El alumbrado exterior, sea público o privado, vial, urbano, publicitario o decorativo, es el principal factor de contaminación lumínica. También existen otras fuentes de contaminación como los faros vehiculares o la iluminación que escapa de las ventanas de edificios y residencias (Darula, 2013; Bará et al., 2019). Por ello, para comprender con mayor precisión el fenómeno de la contaminación lumínica, establecer las fuentes que la provocan y cuantificar su impacto, es preciso analizar primero las condiciones existentes en un sitio, lo que permitirá identificar la relación que existe entre el resplandor del brillo del cielo nocturno y las fuentes artificiales en superficie. En la actualidad los modelos de contaminación lumínica están basados en datos de satélite u observaciones astronómicas. La detección de luces nocturnas mediante la observación desde el espacio ofrece muchas ventajas, pero también algunas limitaciones. Quizás la principal ventaja sea que es posible observar el área de estudio de forma integral, en comparación con los métodos basados en mediciones puntuales. Otra ventaja es que la observación directa minimiza el efecto de la atmósfera, salvo cuando la nubosidad impide la observación (Sánchez de Miguel, 2015). Las imágenes del radiómetro VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite), generadas desde el satélite SUOMI-NPP, permiten trabajar mapas lumínicos a partir de los datos satelitales diarios que deben ser corregidos mediante observaciones complementarias en tierra (Cinzano y Falchi, 2014). 

Por otro lado, la observación astronómica requiere de telescopios profesionales y un fotómetro o una cámara CCD (técnica de fotosensibilidad basada en silicio), lo que permite establecer constantes instrumentales para determinar la oscuridad del cielo, aunque esta es una actividad especializada y laboriosa. Existen otras técnicas empleadas para evaluar la contaminación lumínica, entre las que la medición del brillo del fondo del cielo ha sido empleada con frecuencia por astrónomos profesionales y aficionados a nivel mundial. Este parámetro, que da cuenta del flujo luminoso generalmente procedente desde la dirección cenital, puede ser medido mediante un fotómetro especial, el Sky Quality Meter (SQM). La medición se realiza en magnitudes por segundo de arco al cuadrado (mag/arcsec²), una unidad astronómica empleada para expresar el brillo del cielo. Pese a que son fáciles de usar, estos equipos proporcionan medidas precisas y pueden considerarse como instrumentos científicos (Zamorano Calvo et al., 2011), y han sido usados en diversos proyectos de investigación.

De este modo, en el marco del proyecto “Luces sobre la ciudad”, se formó un grupo de análisis con la misión de elaborar un borrador para la Norma de Contaminación Lumínica y Luz Intrusa, con la que se busca establecer el alcance, propósito, destinatarios y parámetros técnicos relativos a este documento. En colaboración con el Laboratorio de Iluminación Arquitectónica de la Facultad de Arquitectura de la UNAM, este grupo realizará el monitoreo, diagnóstico y caracterización de la exposición a la contaminación nocturna en ambientes urbanos, suburbanos y rurales en la Ciudad de México, mediante la medición del brillo de fondo de cielo. Con ello se busca establecer los niveles existentes de contaminación lumínica en zonas específicas de la ciudad e identificar los focos de contaminación y las características de las fuentes que la provocan. Se pretende que con este proyecto sea posible conformar un mapa de contaminación lumínica y, a partir de él, proponer estrategias y recomendaciones de iluminación urbana para la Ciudad de México. El mapa de brillo de fondo del cielo de esta área metropolitana será un insumo clave para formular normativas y políticas aplicables a la ciudad y otros centros urbanos, encaminados a ofrecer condiciones de iluminación eficientes, respetuosas de la biodiversidad y adecuadas al bienestar de las personas. Con este proyecto se busca contribuir a los planes de desarrollo urbano del país y procurar que la iluminación constituya un eje en la planeación estratégica orientada a la sostenibilidad, la calidad de vida y el mejoramiento de las condiciones de iluminación en las ciudades.

Conocer las condiciones de la contaminación lumínica en los centros urbanos permitirá identificar las mejores acciones y políticas para combatirla, a favor de la protección del ambiente, del desarrollo sostenible de las ciudades y de la creación de mejores condiciones de vida para la sociedad.

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