La luz azul de noche es perjudicial

Los diodos emisores de luz, LED por su acrónimo en inglés, llamada a veces iluminación de estado sólido, es una tecnología que ha venido a revolucionar las formas de iluminar, primero en interiores y actualmente en casi todas las aplicaciones, incluyendo las de exteriores.

 

La tecnología LED ofrece variadas ventajas, si es correctamente utilizada. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones prácticas se cometen errores, partiendo por el uso de luminarias de baja calidad, al sobre iluminar, encandilar o usar fuentes con fuerte componente azul. Por lo anterior, es altamente relevante que los planificadores, iluminadores, autoridades, e incluso el público en
general se interiorice acerca de esta desafiante nueva tecnología y se le pueda, entonces, sacar el mejor partido posible.

¿Qué son los LED?

Como fue dicho en el párrafo anterior, los LED utilizan la tecnología de estado sólido para convertir la electricidad en luz. Se trata de un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. A diferencia de las lámparas de descarga (como las de sodio de alta presión, SAP) estos diodos no generan emisión de flujo radiante, pudiéndoles acoplar diferentes tipo de ópticas, emitir luz de diversos colores y, a su vez, pueden ser controlados y modulados electrónicamente. En los últimos años su eficiencia ha crecido de manera importante y se espera que esta tendencia se mantenga por algunos años más.

De una manera simplificada, los LED son pequeñas lámparas que forman parte de un circuito eléctrico, no tienen filamentos que se enciendan y por sí mismas, no emiten calor. Sin embargo, los nuevos LED de alta intensidad necesitan estructuras para disipar el calor. Su rendimiento se duplica cada tres o o cuatro años, por lo que ya pueden reemplazan a las fuentes convencionales.

¿Por qué adoptar esta tecnología?

Gracias a su mayor eficiencia energética, acompañada de luminarias de calidad y de diseños lumínicos inteligentes, se pueden reducir los niveles de iluminación sin perjudicar la seguridad en las vías. Con ello se puede reducir el daño ambiental derivado de las mayores emisiones de carbono al usar centrales generadoras térmicas o reducir el área de inundación de centrales generadoras hidroeléctricas. También se puede tener un mejor control del color, evitando el uso de fuentes frías y privilegiando las fuentes cálidas o ámbar. Con ello se consigue un menor impacto ambiental en diversas especies; un menor daño a la salud de las personas, al utilizar
fuentes que no reduzcan o supriman la generación de melanina en el cuerpo al caer la noche; y también reducir el daño astronómico exacerbado por las fuentes frías. En términos generales, se puede afirmar que con la tecnología LED disponible en la actualidad se puede obtener un buen rendimiento de color sin tener que recurrir a la luz azul, o utilizándola en muy bajas proporciones.

Otra ventaja de los LED de buena calidad es su longevidad, varias veces mayor que la de las lámparas de descarga. Además, al encenderse, se obtiene todo el brillo que puede brindar la fuente. Esto no ocurre con las lámparas de descarga, las que necesitan algunos minutos para que se calienten todos los gases que contienen y presentan dificultades en ciclos de encendido – apagado reiterados o funcionando a capacidades diversas. En el caso de las lámparas de descarga, se utilizan los llamados balastos de doble nivel de potencia, con lo cual se puede programar un horario de consumo reducido. Sin embargo, con LED esta variación de potencia o consumo, que resulta en una reducción de los niveles de iluminación, ofrece infinitas
opciones, contando con los programadores adecuados. Se pueden fijar diversos niveles según hora del día, época del año o durante festividades. Todo ello puede redundar en reducir la sobre iluminación, en consumir menos energía y por ello, reducir los impactos negativos asociados a la iluminación.

Criterios de Selección

Para efectos de realizar una correcta elección de opciones LED en alumbrado exterior se recomienda considerar:

Eficiencia Luminosa (lumen/vatio): ¿Cuántos lúmenes se producen por vatio? Y es aún más relevante la relación rendimiento de la luminarias vs rendimiento de las lámparas (lumen de luminaria vs lumen de lámpara), ya que los sistemas tienen algún grado de pérdida. Mejores luminarias pierden menos luz que aquellas de más baja calidad.

Nivel de Iluminación: Se refiere a la cantidad de luz necesitada en cada tarea, para efectos de no excederla al momento de reemplazar las luminarias. Con los equipos LED se puede conseguir buenas uniformidades muchas veces bajando los niveles de iluminación, y por lo mismo, las potencias requeridas. Así se evita la sobre iluminación.

Temperatura de Color Correlacionada (CCT): Preferir las fuentes cálidas o directamente las de tonalidad ámbar. Evitar las fuentes frías, porque traen aparejado una mayor presencia de luz azul, la más dañina.
Índice de Rendimiento de Color (CRI): Con que precisión la luz refleja los colores naturales al ojo del ser humano. Un alto nivel de CRI puede ser necesitado en una sala quirúrgica o en un laboratorio de química, pero ¿en las calles de una ciudad o en una plaza? El mayor rendimiento de color siempre implicará más luz que inhibe la producción de melanina. En zonas residenciales no debiera haber luz con componente azul.

Control Dinámico de Niveles de Iluminación: ¿Se considera en el diseño el uso de sensores de movimiento, atenuadores o relojes de control horario para modular los niveles de iluminación según las variaciones en los requisitos de iluminación? El tráfico vehicular y peatonal varía según el horario y normalmente a media noche es ya muy bajo. Lo mismo pasa en las carreteras, en donde puede haber horas en las cuales no circulan vehículos y, además, conviene recordar que los vehículos están obligados a llevar su propia iluminación.

Reducción del calor en los LED: La eficacia de los LED decrece de manera muy importante si el calor que generan (especialmente los de alto rendimiento) no es convenientemente transportado fuera de la luminaria (disipado). En climas cálidos este factor se puede volver crítico.

Depreciación: Los LED de buen diseño y manufactura pueden permanecer en el tiempo entregando niveles de iluminación parecidos a los que entregan cuando son nuevos.

Ademas de estos factores, se debe considerar el costo de reemplazo. Los costos de las luminarias siguen bajando, reduciendo el tiempo necesario para amortizar las inversiones y si se utilizan sistemas de modulación de los niveles de iluminación según el tráfico vehicular y circulación de peatones, los ahorros pueden adelantar el periodo de amortización.

La Luz Azul de Noche es Perjudicial

Como ya ha sido señalado, la luz azul contenida en las lámparas de color blanco es perjudicial para el medio ambiente, para la salud humana y la astronomía. La luz blanca fría tampoco es muy estética, ya que transforma los ambientes haciéndolos menos cálidos, más mortecinos, brillando de manera no natural y, si se trata de fuentes muy frías (sobre los 4.000K) alterando los colores de manera importante.
Lamentablemente, toda la primera generación de LED utilizaban fuentes frías, de 4.000 o 5.000K o incluso más frías, provocando rechazo en muchas comunidades. Posteriormente se empezaron a utilizar fuentes más cálidas, como los LED de 3.000 o 2.700K, con lo cual el contenido de luz azul se reducía de manera significativa. Más recientemente han aparecido los LED ultra cálidos o ámbar, disponibles para alumbrado de calles. Su rendimiento no era muy competitivo hasta hace poco menos de un año. Existen los LED ámbar monocromáticos, equivalentes a las lámparas de sodio de baja presión (SBP), los que son aptos para zonas
ambientalmente sensibles, como las cercanías de parques nacionales u observatorios astronómicos. Otra opción parecida es el LED PC ámbar, de Phosphor Converted, en donde se consigue mejor rendimiento general y también un mejor CRI. Esta opción es más apropiada para ambientes urbanos o industriales y es similar en muchos aspectos al sodio de alta presión, que puebla todavía las calles en todo el planeta. Más recientemente se ha introducido el LED PC ámbar con filtro, el que en realidad suele ser un LED frío (4.000K por ejemplo) sobre el cual se le adiciona una lámina de metacrilato de color ámbar. Con esta técnica se consigue un mejor rendimiento y una mejor reproducción del color, haciéndola una muy buena opción para reemplazar masivamente las luminarias con lámparas de sodio de alta presión.
Las preocupaciones referidas al color están claramente expuestas en el publicación de la Internacional Dark-Sky Association (IDA) llamado “Problemas de visibilidad, ambientales y astronómicos asociados con el alumbrado de exteriores abundante en azul” de 2010.
En la publicación “Human and Environmental Effects of Light Emitting Diode Community Lighting” de la American Medical Association (AMA) de junio de 2016, concluye que los LED blancos usados en la iluminación pública podrían contribuir al riesgo de enfermedades crónicas en la población de ciudades en donde se instalen y operen. AMA recomienda minimizar y controlar la luz blanca en entornos públicos usando las más mínimas emisiones de luz blanca que sean posibles, para reducir los efectos potenciales negativos para la salud humana. Esta publicación ha sido traducida en Chile, se adjunta el nexo aquí. Según el Atlas Mundial de Luz Artificial de Noche (World Atlas of Artificial Night Sky Brightness) las calles iluminadas con fuentes de 4.000K producen 2,5 veces más contaminación lumínica.
Esto es por causa de la llamada dispersión atmosférica, en donde la luz azul tiene un efecto mucho mayor que las fuentes cálidas. También está comprobado que las fuentes con fuerte componente azul incrementan el encandilamiento, especialmente en las personas de mayor edad. Este tipo de fuentes de luz azul afectan a los motoristas y peatones, agravando un problema típico de la iluminación LED;
cual es el deslumbramiento.