En octubre de 2020 la Diputación Provincial de Granada, entidad en la que recae la presidencia y la secretaría técnica del Comité de Coordinación del Geoparque de Granada, contactó con la Oficina de Calidad del Cielo del IAA para pedir información sobre las posibilidades de certificación del cielo nocturno de esta extensa área del norte de la provincia. Apenas habían pasado tres meses de su reconocimiento como Geoparque Mundial de la UNESCO (en julio de 2020) y, conocedores de experiencias similares en otros lugares, plantearon la necesidad de diagnosticar el estado del cielo nocturno y de conseguir algún tipo de sello de calidad para acreditar la idoneidad del Geoparque para la actividad astronómica y el astroturismo. 

Existen principalmente dos tipos de certificaciones de calidad del cielo nocturno: las emitidas por la International Dark-Sky Association (IDA) y las de la Fundación Starlight. Cada una de ellas presenta sus propias características y requisitos, pero para las dos es necesario un estudio de calidad del cielo nocturno. Como en toda certificación, la entidad lleva a cabo una auditoría para verificar los resultados que se presentan, en la que se evalúa la candidatura para otorgar o no la certificación solicitada. Además, con el fin de que se cumplan determinados compromisos (en este caso proteger el cielo nocturno), los responsables de las certificaciones han de hacer seguimientos periódicos para garantizar que no se produzca un deterioro de las condiciones iniciales. 

Júpiter, Saturno y la Vía Láctea sobre la Sagra. La Sierra de la Sagra, junto a Santiago-Pontones (en Jaén) y Nerpio (en Albacete) forman la isla de oscuridad del sureste ibérico. Esta se ve cada vez más reducida por el incremento de la contaminación lumínica, tanto de las grandes aglomeraciones urbanas del Levante, como de los pueblos y aldeas más cercanas. Crédito: Máximo Bustamante Calabria

LA OFICINA DE CALIDAD DEL CIELO DEL IAA

El papel de nuestra oficina iba a ser por tanto hacer un estudio de calidad del cielo nocturno que sirviera a Diputación como documento científico y técnico de referencia para la solicitud de una o varias certificaciones. Sin embargo, desde el principio, nos propusimos ir más allá de lo exigido por estas entidades, y planteamos un trabajo que incorporara metodologías novedosas y con una utilidad que  trascendiera el mero trámite de una acreditación de calidad, sirviendo de guía a los responsables municipales para que sus decisiones sobre el alumbrado público ayuden a invertir el preocupante avance de la contaminación lumínica. 

Iba a ser una tarea de envergadura, pues, con nuestros limitados recursos humanos y materiales, era necesario cubrir 4.722 km² repartidos en 47 municipios y a lo largo de un intervalo temporal de, al menos, un año. Pero vimos una excelente oportunidad para consolidar la relación de la oficina de calidad del cielo con otras entidades públicas locales y provinciales, haciendo un trabajo científico con fuerte implicación social. 
 

EL ESTUDIO

¿Qué condiciona la calidad del cielo nocturno para la observación astronómica? Viene determinada básicamente por tres variables: el brillo de fondo del cielo (en su mayor parte consecuencia directa de la contaminación lumínica), la nitidez (el seeing, que depende de la turbulencia atmosférica) y la transparencia (la extinción atmosférica, determinada por la humedad y contenido de aerosoles de la atmósfera). 

La primera es más sencilla de medir, siendo factible cubrir una superficie extensa y llegar a una zonificación en función de la oscuridad de sus cielos; sin embargo las otras dos están muy influenciadas por las condiciones locales y su estimación es más compleja, y por tanto se ha de limitar a localizaciones representativas donde sepamos a priori que hay cierto potencial para actividades o instalaciones astronómicas. Este estudio hubiera quedado incompleto sin tener en cuenta además las fuentes de luz artificial del territorio, el origen de la contaminación lumínica, que es producida por la luz que escapa y se dispersa por la atmósfera desde las luminarias del alumbrado público y privado. 

Empezando por el brillo de fondo del cielo, para su caracterización son muy útiles los datos satelitales (y los modelos espaciales basados en ellos), pues permiten cubrir de modo continuo toda la superficie de estudio. Generalmente las imágenes del instrumento VIIRS del satélite SUOMI-NPP han servido de base para elaborar estos mapas de brillo del cielo, pero el problema de estos datos radica en que proceden de un instrumento que es prácticamente ciego a la componente azul del espectro, y, por tanto, infravalora la luz emitida por la mayor parte del alumbrado LED. Así, para llegar a unos resultados fiables es necesario obtener datos en tierra que permitan calibrar y escalar los datos remotos, incorporando la información de color. Estas medidas han de estar planificadas según un muestreo que tenga en cuenta la variabilidad espacial y estacional, y que, a la vez, llegue a un compromiso con las limitaciones de recursos y tiempo. Para este trabajo obtuvimos, durante los años 2021 y 2022, un total de 107.861 registros de brillo del cielo.

El instrumental usado para las medidas de brillo de cielo nocturno consistió en una unidad móvil con tres dispositivos SQM (Sky Quality Meter) y un receptor GPS situados en el techo de un vehículo y conectados a un ordenador portátil. Para conseguir información de color incorporamos filtros B y V del sistema fotométrico Johnson (que corresponden aproximadamente a la zona azul y verde de la luz) en dos de los dispositivos. De este modo es posible medir la variabilidad espacial del brillo del cielo nocturno originada por las emisiones lumínicas artificiales, especialmente en la banda azul (donde tienen un pico de emisión las lámparas LED). El resultado final es un mapa de brillo del cielo en el cénit en luz azul y verde, lo que permite también obtener un mapa de índice de color operando con los dos filtros, B y V. 
 

Unidad móvil para la toma de datos de brillo del cielo. En el techo del vehículo van acoplados los tres dispositivos SQM. Límite oriental del municipio de la Puebla de Don Fadrique. Crédito: Máximo Bustamante Calabria

Con los mapas de brillo del cielo es posible zonificar según los límites establecidos para cada tipo de certificación. Por ejemplo, resultó que sólo un 7% de la superficie del Geoparque presenta un cielo que puede considerarse lo bastante oscuro en el cénit como para ser declarado santuario por la IDA (que aproximadamente corresponde a la Sierra de la Sagra); un 11% cumpliría para ser declarado núcleo de reserva Starlight (un núcleo en el noreste y otro en la zona de Gorafe) y un 42% como núcleo de destino turístico Starlight (las certificaciones Starlight distinguen entre una zona núcleo y una zona de amortiguamiento). 

Es importante tener en cuenta que estas zonificaciones sólo recogen la variabilidad espacial, representando la situación actual originada por la contaminación lumínica en lo que se refiere al brillo del cielo en el cénit. No aportan información temporal de la que inferir tendencias y prever escenarios futuros. 
 

EMISIONES DE LUZ ARTIFICIAL DENTRO DEL GEOPARQUE

Por este motivo, y aunque no fuera necesario para la solicitud de las certificaciones, quisimos hacer un estudio profundo de las emisiones de luz artificial dentro del Geoparque y su evolución temporal, analizando los datos del inventario de alumbrado público y las emisiones de los núcleos (en color e intensidad) obtenidas a partir de imágenes tomadas por los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) separadas 9 años en el tiempo (2012 y 2021). 

Tras un proceso de calibración y georreferenciación, delimitamos las fuentes de luz y obtuvimos el valor de la emisión de luz en cada banda de color de la imagen (RGB: rojo, verde y azul). A partir de aquí hicimos un análisis estadístico de las emisiones por núcleo o instalación privada para comparar entre años (e inferir las diferencias) y para caracterizar las fuentes según el color de sus emisiones y el tipo de lámparas de su alumbrado a través de técnicas de clusterización, una técnica de análisis de datos muy utilizada en diferentes ámbitos que van desde economía hasta modelos climáticos.

Constatamos así un incremento muy importante de las emisiones lumínicas, especialmente en la banda azul, lo que está relacionado con la sustitución de lámparas de vapor de sodio por LED blanco. Además resulta llamativo que el viraje al azul de las emisiones es más acusado en núcleos pequeños, lo que está vinculado a la implementación en su alumbrado de LED de 3.000 o incluso 4.000 K (que emiten una luz fría, con mucha componente azul) sumado a un incremento de la intensidad. Desde 2012 la mediana de las emisiones lumínicas de los 79 núcleos del Geoparque analizados se ha incrementado un 20% anual, y en el caso de la luz azul un 30%.

¿Cómo se ha llegado a esto después de tantos proyectos de mejora del alumbrado público? La explicación está en que para la renovación de las lámparas sólo se ha tenido en cuenta su eficiencia energética, pero no la composición espectral de la luz que emiten. Así, lo más frecuente ha sido sustituir las antiguas lámparas de vapor de sodio (de luz anaranjada) por LED de luz blanca (parecida a la luz solar). ¿Y por qué es importante el color? En primer lugar por la capacidad de la componente azul de esa luz blanca de dispersarse mejor por la atmósfera, llegando más lejos (sobre todo cuando se emite en ángulos rasantes); en segundo lugar porque esta luz azul afecta al comportamiento y los ciclos circadianos de todos los organismos vivos. 
 

Mapa de brillo del cielo nocturno en el cénit en la banda V. Es resultado de combinar el mapa de brillo difuso del instrumento satelital VIIRS con las medidas en tierra con filtro V de Johnson. Crédito: Máximo Bustamante Calabria
 

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Mapa de índice de color B-V. Resultado de restar al mapa de brillo en banda V el mapa de brillo en banda B. Conforme nos acercamos a las aglomeraciones urbanas, el brillo del cielo es más azul. Crédito: Máximo Bustamante Calabria

CONTAMINACIÓN LUMÍNICA

Además, iluminar con menos gasto energético (y menos coste económico) ha llevado a que se cumpla la paradoja de Jevons (que aumente el consumo de un recurso cuando se mejora la eficiencia en su uso): en el caso de la iluminación nocturna, el menor gasto que supone la mayor eficiencia energética de las lámparas LED ha llevado a un incremento innecesario de la iluminación, tanto en intensidad de la existente como por su uso indiscriminado en lugares y momentos donde no es necesaria. ¿Cuántas veces encontramos una iluminación excesiva de entradas, rotondas, senderos en la periferia del núcleo, etc., en espacios con poco o nulo uso en horas nocturnas, que se iluminan como si se tratara de una calle del centro de una ciudad? 

Y no sólo hemos visto este comportamiento asociado al alumbrado público; existe una importante contribución de las infraestructuras privadas a las emisiones de luz artificial. Por ejemplo, dos grandes instalaciones ubicadas en el Geoparque emiten más que un núcleo de casi 20.000 habitantes como Guadix. Si observamos el modo en el que se iluminan durante toda la noche naves, polígonos industriales, cooperativas, etc., con intensidades y direcciones injustificadas, podemos entender la magnitud de su contribución a la contaminación lumínica. El descontrol generalizado en la iluminación exterior privada puede hacer que los posibles esfuerzos por minimizar las emisiones del alumbrado público no tengan un efecto apreciable. Teniendo en cuenta además la proliferación en el Geoparque de macrogranjas y de instalaciones energéticas, podemos afirmar que estamos ante una grave amenaza para la preservación de la noche en este territorio.

Cerca de la mitad del Geoparque podría optar a una certificación de destino turístico, lo que supone que presenta unas aptitudes aceptables para el astroturismo. Pero no podemos pasar por alto que esta certificación es bastante laxa en requerimientos de oscuridad del cielo, y realmente sólo un 11% del territorio conserva cielos que aún podemos llamar oscuros. No hay motivos para echar campanas al vuelo. Y si nos fijamos en la evolución de las emisiones en los últimos años se observa una tendencia que pone en peligro incluso esas islas de oscuridad. 

Desde luego que son de enorme interés las iniciativas que impliquen la inclusión del cielo nocturno en el conjunto del Patrimonio (natural, cultural e histórico) de un territorio, y que persigan su salvaguarda para la sociedad. Y si suponen una diversificación de la oferta turística de zonas que, por suerte, aún se mantienen alejadas de los flujos masivos de visitantes, mejor. Pero no se debe olvidar que las certificaciones no deberían ser el objetivo en sí, sino sólo una herramienta para lograr invertir la degradación imparable de las condiciones naturales de la noche, mediante la concienciación e implicación de diferentes colectivos sociales y la asunción de compromisos claros e ineludibles por parte de las administraciones locales. 

La contaminación lumínica supone un grave problema para los observatorios astronómicos, que ven cómo los domos de luz van subiendo cada vez más desde el horizonte año tras año. Y además es un contaminante desde el momento en que perturba las condiciones naturales de la noche. 

Toda la vida en la Tierra ha evolucionado sujeta a un ritmo alternante de luz y oscuridad; romper ese ritmo iluminando en horas nocturnas con una luz parecida a la diurna tiene consecuencias desastrosas sobre los organismos vivos (también sobre nuestra salud). No debemos olvidar que la sensibilidad a la luz puede ser diferente de unas especies a otras, y no debemos abordar esta problemática desde una perspectiva antropocéntrica. El mejor ejemplo de ello son los insectos, en los que la contaminación lumínica puede estar teniendo consecuencias devastadoras de implicaciones ecológicas y económicas difíciles de imaginar. 

¿Podemos esperar que se invierta la tendencia, y que no llegue el día en que, por ejemplo, el Observatorio de Sierra Nevada se vea obligado a convertirse en un museo? La razón para ser pesimistas es que la sobreiluminación nocturna se ha convertido en una forma de ostentación, mal entendida como signo de seguridad y desarrollo económico, formando parte de esas necesidades inventadas que mueven a la sociedad actual. La razón para ser optimistas es que estamos ante unos impactos sencillos de corregir, tan sólo hace falta la voluntad de hacerlo. Se puede aprovechar la versatilidad de la tecnología LED para diseñar un alumbrado exterior coherente con las necesidades reales de iluminación y siguiendo una norma básica: iluminar sólo donde sea necesario, cuando sea necesario y con un color e intensidad apropiados.

Los Diez Mandamientos para el alumbrado nocturno

  1. Amarás el cielo estrellado sobre (casi) todas las cosas

La observación del cielo estrellado con nuestros propios ojos es la experiencia más directa que podemos tener del universo. Debemos reclamarlo como un derecho irrenunciable, en el marco del derecho a un medio ambiente en el que la Humanidad pueda vivir con salud, plenitud y dignidad. ¿Por qué renunciamos a reivindicarlo como prioridad para perdernos en los laberintos de la economía y la eficiencia energética?

2. No usarás la luz en vano

La luz artificial actúa de noche como un contaminante y no es inocua. Por eso no se debe utilizar tan a la ligera por resultar más barata que hace unos años gracias a la tecnología LED. Antes de poner una luz exterior hay que meditar seriamente si es necesaria y cómo se va a iluminar para que su impacto en el entorno sea mínimo. 

3. Santificarás los ritmos circadianos

Toda la vida en la Tierra ha evolucionado sujeta a un ritmo alternante de luz-oscuridad. Romper ese ritmo iluminando en horas nocturnas tiene consecuencias desastrosas sobre los organismos vivos (también sobre nuestra salud). 

4. Honrarás la oscuridad natural de la noche

Necesario para cumplir el mandamiento tercero. Para gozar de una vida larga y con salud debemos dormir y descansar, siendo imprescindible la noche y su oscuridad natural. 

5. No matarás el verdadero sentido de las certificaciones

Una certificación de calidad del cielo no debe ser un objetivo en sí, sino parte de una estrategia que busque en última instancia un cielo nocturno lo más oscuro posible con la implicación y complicidad de los habitantes del territorio. 

6. No cometerás impuras aberraciones lumínicas de luz blanca con componente azul

La luz blanca es proporcionada en abundancia durante el día por el Sol, y a esto responde nuestro cuerpo. El alumbrado nocturno no debe emitir luz azul (de longitud de onda inferior a 500 nanómetros), que es la que interfiere en los ritmos circadianos, se dispersa mejor por la atmósfera y afecta a la vida. Existen en el mercado lámparas que cumplen este mandamiento, por lo que no hay bula papal posible para saltárselo. 

7. No robarás el derecho de las generaciones futuras a ver las estrellas

Indisoluble con el primer mandamiento. No sólo debemos ser aplicados en el cumplimiento de estos preceptos por nuestro amor al cielo estrellado, sino que es una obligación preservarlo para las generaciones futuras, del mismo modo que lo es la preservación de la Naturaleza. 

8. No levantarás falso testimonio sobre sostenibilidad y seguridad

Decir que el alumbrado nocturno es sostenible por el simple hecho de ser LED es mentira, pues que sea eficiente desde el punto de vista energético no implica que carezca de impacto ambiental. El impacto ambiental depende del espectro de emisión de la lámpara, de su disposición, del diseño de la luminaria, de si hay telegestión o no, de si la intensidad es la adecuada, etc. Decir que una mayor intensidad lumínica implica más seguridad ciudadana es aún una mentira más gorda, es una afirmación que carece de fundamento científico. Lo que sí crea inseguridad es la fatiga visual originada por continuos deslumbramientos. 

9. No consentirás pensamientos autocomplacientes

No, porque distingas a duras penas la Vía Láctea y el alcalde haya conseguido una certificación, desde tu pueblo no se ve el mejor cielo estrellado del mundo, ni está libre de contaminación lumínica (a no ser que esté en mitad del océano o del Sahara). La autocomplacencia sobre el estado del medio ambiente lleva a la inacción. 

10. No codiciarás intensidades de iluminación ajenas a lo estrictamente necesario

El paso de zonas muy iluminadas a otras que lo están menos produce la sensación de que las segundas son oscuras, pues el ojo tarda unos minutos en adaptarse a las nuevas condiciones. Por eso sobreiluminar los centros urbanos es mala idea, al generar sensación de poca iluminación a los barrios adyacentes. La intensidad de iluminación debe ser la estrictamente necesaria para el desarrollo de la actividad humana, y cuando esta acabe debe bajarse al mínimo posible, o incluso apagarse si no hay actividad alguna (por ejemplo en los parques cerrados o en polígonos industriales a partir de las doce de noche). Los posibles problemas de seguridad se pueden solucionar con la actual tecnología de sensores y cámaras sin la necesidad de tener focos encendidos toda la noche. 

Estos diez mandamientos se resumen en: iluminarás sólo donde sea necesario, sólo cuando sea necesario y con la intensidad estrictamente necesaria.