Contaminación de luz en Michoacán (campaña para cielos oscuros)

 

Ligth pollution in Michoacán (campaign for dark skies)

 

Eduardo Antaramián Harutunián*

 

*Escuela de Biología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 58003, Morelia, Michoacán. E–mail: eah@unimedia.net.mx

 

Recibido: 14 de septiembre de 1999
Aceptado en versión final: 16 de agosto de 2000

 

Resumen

El deterioro del cielo nocturno debido a la contaminación lumínica, es decir, el resplandor producido por la luz artificial que se pierde hacia el cielo es un tema que empieza a ser considerado en algunos países, tomando medidas para regular las características de la iluminación. En nuestro país casi no existe conciencia de la contaminación par luz, a pesar de que no sólo ayudaría a disfrutar del cielo nocturno sino también a ahorrar energía. Las observaciones astronómicas se han visto notablemente deterioradas en los últimos años por la contaminación lumínica, siendo el caso más drástico el Observatorio de Tonanzintla en Puebla, que está a tan sólo 13 km de la ciudad del mismo nombre, que tiene más de un millón de habitantes y que debería estar a más de 110 km.

Con la fórmula de Walker se estimó la distancia de escape, es decir, aquélla que tiene un brillo menor del 10% sobre el brillo natural. Se consideraron las poblaciones de Michoacán con más de 30 000 habitantes de acuerdo con el censo de 2000, con las que se generó per interpretación un mapa teórico del brillo de luz en Michoacán utilizando un sistema de información geográfica.

Palabras clave: Contaminación lumínica, Michoacán, luz artificial, sistema de información geográfica.

 

Abstract

The deterioration of night sky due to light pollution- the glare produced by artificial light that gets lost towards the sky - is a topic that is beginning to be considered in some countries, which are taking measures to regulate the characteristics of illumination. In our country, awareness about light pollution is virtually nil, although its reduction would contribute not only to enjoy the night sky but also to save energy. Astronomical observations have been notably deteriorated in the last years by light pollution, the most dramatic case being the Observatory of Tonanzintla in Puebla that is at just 13 km of the city of the same name having over a million inhabitants, and that should be located no closer than 110 km from it.

Using Walker's formula, the escape distance was estimated, that is, where the sky glow is less than 10% of the natural glow. Cities of Michoacán with over 30 000 inhabitants according to the year-2000 census were considered, with which a theoretical map of the sky glow In Michoacán was generated using a Geographical Information System.

Key words: Light pollution, Michoacán, artificial light, Geographical Information System.

 

INTRODUCCIÓN

La observación del cielo nocturno ha maravillado a la humanidad desde hace muchos milenios: la contemplación de la Vía Láctea, las estrellas fugaces, los planetas y los eventuales visitantes con cauda proporciona placer y nos hace meditar sobre nuestro origen y destino. Pero en los últimos años, la contaminación de luz artificial ha reducido notablemente los tugares de la Tierra donde es posible apreciar el cielo nocturno con todo su esplendor. "La luz del resto del Universo tarda cientos, miles o millones de años en alcanzar nuestras ojos. Qué lástima perderla en el último instante de su viaje".¹

En México los principales observatorios astronómicos (con espejos de un diámetro mayor de 75 cm) son:

San Pedro Mártir en Baja California (Φ 31°2' N. λ 115° 27'W) cuenta con tres telescopios de tipo reflector y diámetros de 2.12 m, 1,5 m y 0,84 m, que se encuentra a 143 km de Ensenada (369 000 habitantes), a 227 km de Tijuana (1 212 000 habitantes) y 240 km de San Diego (1 179 000 habitantes y 2.58 millones el condado); para estas poblaciones la distancia recomendada (distancia de escape) es de 50, 100 y 1 409 km, respectivamente: es decir, está lo suficientemente lejos del observatorio.

Cananea en Sonora (Φ 31° 3' N. λ 110° 23' W) tiene un reflector de 2.10 m y se encuentra a 60 km de Nogales (131 576 habitantes) y 224 km de Hermosillo (504 000 habitantes) y la distancia de escape recomendada es de 40 y 75 km, respectivamente, por lo que la distancia real es mayor que la mínima aceptable.

Tonantzintla en Puebla (Φ 19° 1' N, λ 98°17'W) con una cámara Schmidt de 0.8 m y un reflector de 1.0 m se encuentra a 13 km de Puebla (1 200 000 habitantes) y la distancia de escape es de 110 km, por lo que está dentro de la contaminación lumínica de la ciudad.

Hay otros telescopios de 60 cm o menores, muchos de ellos dentro de centros urbanos o muy cerca de ellos, como son et del Cerro de la Luz en Guanajuato, el de Guadalajara, Jalisco, el de Tlalpan, D. F. y el de León, Guanajuato; había otro telescopio de 60 cm en Chapa de Mota, Estado de México, de la Sociedad Astronómica de México, que fue desmantelado por razones confusas.

En este trabajo se analiza sólo Michoacán, en donde hay un planetario importante y una sociedad astronómica con 17 años de fundada, pero se carece de telescopios, La metodología aquí planteada puede resultar de utilidad en otros estados de la República.

Para estimar la contaminación por la luz de las ciudades en Michoacán se utilizó la fórmula empírica de Merle Walker,² conocida como la ley de Walker, que nos permite estimar el brillo del cielo en un sitio de observación viendo con un ángulo de 45° del cénit hacia un centro urbano a "r" kilómetros de distancia.

Figura 1

La fórmula es:

l = 0.01 x Población x r^–2.5

donde;

"l" es el aumento del brillo del cielo sobre el nivel natural.

"r" es la distancia del sitio de observación a la ciudad en kilómetros.

(La ecuación ajusta bien donde el promedio de lúmenes por persona está entre 500 y 1 000.)

Para constatar si el promedio de lúmenes que considera la fórmula es adecuada para Morelia, se consultó a la Dirección de Alumbrado Público, donde amablemente nos proporcionaron la información con la que se elaboró la siguiente tabla. Ahí se estima el total de lúmenes para la ciudad, suponiendo que la casi totalidad de lámparas son de sodio de alta

Este valor es algo menor que el límite inferior para el cual parece ajustarse mejor la fórmula, que es entre 500 y 1 000 lúmenes por persona, pero si se suman las lámparas particulares de las que no hay un registro se puede considerar que el valor estaría cerca de dicho límite inferior.

 

METODOLOGÍA

Para determinar la distancia a la que se puede instalar un observatorio de un centro urbano, se codificó un programa en BASIC (Anexo 1) basado en la fórmula de Walker, considerando un brillo de 1D% por encima del fondo natural de luz del cielo.

Con los resultados calculados por dicho programa se generó la Tabla 2.

Para generar el mapa de contaminación de luz en Michoacán se consideraron todas las poblaciones con más de 30 000 habitantes (INEGI, 2000: Tabla 3).

Los datos de la tabla anterior se muestran gráficamente en la Figura 2 en la que también se muestra el acumulado, y en la Figura 3 se pueden ver, en el mapa estatal, los municipios con más de 30 000 habitantes. La población estimada para Michoacán en el año 2000 fue de 3 979 177 habitantes, por lo que la suma de las poblaciones consideradas, que es de 2 697 468 habitantes, representa el 67.8%, o sea dos tercios de ¡a población estatal.

Para generar el mapa de brillo de luz de Michoacán para las poblaciones de más de 30 000 habitantes (INEGI, 2000) aplicando la fórmula empírica de Walker, se creó un vector cuyos puntos tienen como identificador la población multiplicada por 0.01 (primera parte de la fórmula) y las coordenadas de su ubicación, y con la función INTERPOL del Sistema de Información Geográfica IDRISI Eastman, 1999) se interpoló para generar un mapa de superficie con un modelo exponencial (con exponente 2.5) obteniéndose el mapa de aumento de brillo del cielo para Michoacán.

Se creó una imagen binaria con el contorno de Michoacán (con "unos" en la superficie estatal y "ceros" fuera de ella) y se multiplicó por el mapa de aumento de brillo, el que se reclasificó en diez clases, obteniéndose el mapa que se muestra en la Figura 4. De este mismo mapa se hizo otra reclasificación con sólo dos clases: una con los brillos del cielo de hasta 10%, ya que a este nivel empieza la degradación de la observación astronómica, y la otra con brillos mayores de 10%, la Figura 4a nos muestra este mapa, en donde se puede ver que sólo la parte sur del estado tiene cielos adecuadamente oscuros, al cuantificar su área se obtienen 15 378 km² de los 59 592 km² del estado, o sea un 25.8%. Se hizo también una representación en 3D de las poblaciones mayores de 30 000 habitantes (Figura 5), en el que la altura representa a la población y donde se puede constatar que en la parte sur del estado, las provincias fisiográficas de la costa y de la Sierra Madre del Sur están prácticamente despobladas, excepción hecha de Lázaro Cárdenas.

 

DISCUSIÓN

La contaminación lumínica es un problema importante del que apenas se está tomando conciencia. Su efecto negativo no es sólo por el deterioro que causa en el cielo nocturno y afecta a varias especies, sino porque implica un desperdicio de energía, lo que a su vez genera mayor contaminación del aire. Muchos países y ayuntamientos ya están tomando medidas al regular las características del alumbrado público. En México es necesario crear la conciencia sobre este problema para reducirlo.

Los sistemas de información geográfica (SIG) nos proporcionan una herramienta útil para hacer estimaciones de la contaminación lumínica basadas en la distribución espacial de la población.

Imágenes de satélite nocturnas nos permiten visualizar en forma real la contaminación lumínica.

La contaminación lumínica se debe principalmente a un mal diseño de la iluminación, al enviarse parte de la luz por encima de la horizontal, lo que se traduce en un desperdicio de energía y causa, además, deslumbramiento de conductores y peatones.

Algunas medidas a tomar para reducir la contaminación lumínica y ahorrar energía son:

• Adecuar los niveles de iluminación a las recomendaciones y normas generales.

• Eliminar o evitar los obstáculos de las luminarias de arriba hacia abajo como es el follaje.

• Utilizar Iluminación de arriba hacia abajo.

• Emplear iluminación eficiente como bombillas de vapor de sodio de baja presión.

Como ejemplo se anexa la Tabla 4.

 

GLOSARIO

Candela o bujía. Unidad de intensidad luminosa, que corresponde a 1/60 de la intensidad luminosa emitida en dirección normal por 1 cm² de un cuerpo negro que está a la temperatura de fusión del platino (1 173°).

Contaminación lumínica. Resplandor producido por la luz artificial que se pierde hacia el cielo, procedente, por lo general, del alumbrado público. Esto supone un gasto de energía innecesario.

Estereorradián. Unidad de medida de ángulo sólido que tiene su vértice en el centro de la esfera y que corta la superficie de ésta con un cuadrado de lado igual al radio.

Lumen. Unidad de flujo luminoso, es la cantidad de energía luminosa que emite en cada segundo un foco de una candela de intensidad por unidad de ángulo sólido, es decir, por estereorradián.

Nivel de brillo natural. En el cénit se supone de 2 x 10^-4 candela por metro cuadrado o 21.6 magnitudes por segundos de arco al cuadrado. Aumenta hacia el horizonte.

 

NOTAS:

1 British Astronomical Association, Campaign for Dark Skies www.u.net.com/ph/cfds/

2 "Estimating the level of sky glow due to cities" international Dark-Sky Association Information Sheet, no, 11, Sep 1996, http://www.darksky.org

 

BIBLIOGRAFÍA

Agrupación Astronómica de Madrid (AAM), "Carta emitida a todas las agrupaciones astronómicas de España sobre la contaminación lumínica", www.iac.es/AA/AAM/carta.html        [ Links ]

Eastman, R. (1999), Idrisi 32, Clark Labs. Clark University, USA,         [ Links ]

INEGI (2000), XII Censo General de Población y Vivienda, 2000, Resultados preliminares, Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, México        [ Links ]

International Dark-sky Association, "Estimating the level of Sky Glow due to cities", Information Sheet 11, www.darksky.org        [ Links ]

Leiton, R. (1998), Polución lumínica: un problema de todos, Cerro Tololo Interamerican Observatory La Serena, agosto, www.ctio.rioao.edu/~letton/polucjpn.html        [ Links ]

Levy, D. Ten Dark-Sky Years, Sky & Telescope, Sep. 1998, pp 32-36        [ Links ]

Mattio, P. (1998), Contaminación lumínica, Universo, núm. 42, octubre, pp, 20-23.         [ Links ]