Poluição luminosa: características, causas, efeitos, soluções - Ciência - 2023

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o poluição luminosa É a intrusão na natureza de fontes de luz artificiais causando impactos negativos para os seres vivos ou afetando os interesses humanos. Pouca atenção tem sido dada à poluição luminosa, mas ela tem um impacto ao alterar os ciclos naturais de luz-escuridão.

Há muito tempo, o ser humano utiliza a noite para suas atividades, iluminando artificialmente e, portanto, afetando o ambiente natural. A consciência da poluição luminosa só surgiu na década de 60-70 (século 20), quando os astrônomos alertaram sobre isso. Isso ocorre porque o brilho das cidades interfere nas observações e medições de observatórios astronômicos.

A luz artificial difunde-se no ambiente e, graças às suas propriedades de reflexão e refração, acaba envolvendo o espaço envolvente. A reflexão determina que os fótons (unidades elementares de luz) ricocheteiam nas superfícies e partículas nas quais eles impactam.

A causa da poluição luminosa é a geração de luz artificial pelo homem em excesso e sem controle. O crescimento da população humana e sua concentração nos centros urbanos geram essa crescente demanda por luz.

Além disso, a inconsciência quanto à capacidade da luz como poluente não impõe a necessidade de seu controle adequado. Iluminação de rua mal direcionada, outdoors brilhantes e tráfego noturno de veículos motorizados criam luz excessiva.

A poluição luminosa varia em função do tipo de lâmpada que a gera, sendo as mais poluentes as que fornecem luz branco-azulada. A luz polui quando projetada no ambiente, invadindo áreas privadas e áreas deslumbrantes ou desordenadas.

Segundo a fonte que a emite, a poluição luminosa ocorre por iluminação pública ou privada, anúncios, faróis de veículos e refletores de entretenimento.

A poluição luminosa tem efeitos negativos sobre os humanos, alterando seu relógio biológico. Isso afeta a saúde ao gerar problemas nervosos, insônia e até desequilíbrios hormonais.

Da mesma forma, dificulta a atividade dos observatórios astronômicos, uma vez que o brilho das cidades impede a percepção do céu noturno. Isso também priva os cidadãos dessa experiência estética.

Por outro lado, a poluição luminosa implica um desperdício de eletricidade, o que representa perdas econômicas e desperdício de recursos. Além disso, no processo de produção daquela luz que é desperdiçada, outros poluentes como o CO2 foram gerados.

A poluição luminosa tem efeitos negativos nos ecossistemas naturais e pode afetar pássaros migratórios, insetos e sapos. A luz altera o caminho para o mar das pequenas tartarugas após a incubação dos ovos nas praias.

Em geral, a alteração do ciclo diurno-noturno gera mudanças no comportamento dos seres vivos. Essas mudanças afetam sua alimentação, reprodução e a relação predador-presa. As plantas sofrem alterações no fotoperíodo (resposta à duração do dia-noite), com consequências na floração.

A maior poluição luminosa do mundo ocorre nos países mais desenvolvidos e nas grandes cidades. As principais fontes de poluição luminosa encontram-se na costa leste dos Estados Unidos da América, Europa, norte da Índia, Taiwan, Japão e China.

As soluções para a poluição luminosa são sociais, legais e técnicas. Na esfera social, é preciso conscientizar sobre a existência desse tipo de poluição e seus efeitos.

Em termos legais, leis rígidas são necessárias para regulamentar o uso da iluminação. Da mesma forma, é necessário proibir a luminosidade excessiva acima do horizonte e garantir a implementação das medidas técnicas adequadas.

Tecnicamente, existem sistemas de iluminação que incluem lâmpadas adequadas (monocromáticas), bem como na orientação correta. Existem também temporizadores que permitem regular o tempo de iluminação.

Caracteristicas

A poluição luminosa refere-se à luz artificial quando emitida em excesso ou fora do intervalo em que é funcional. As características de difusão da luz, como a reflexão, geram o chamado brilho luminoso das cidades.

Ou seja, a luz emitida é refletida em superfícies e, à medida que vai em direção à atmosfera, é refletida pelas partículas atmosféricas que a devolvem.

A escala da escuridão no céu de Bortle

John E. Bortle criou em 2001 uma escala (de 1 a 9) para medir a iluminação do céu noturno. O nível 1 é o céu mais escuro que pode ser observado da Terra, com o maior número de estrelas. Já o nível 9 corresponde ao céu noturno visto do centro de uma grande cidade, onde poucas estrelas são vistas.

Causas

A causa fundamental da poluição luminosa é a emissão de luz pela iluminação artificial. Isso, por sua vez, é determinado por uma série de necessidades humanas que incluem:

- Permitir atividades noturnas.

- Criar condições de segurança cidadã.

- Facilitar a segurança do tráfego de veículos.

- Estender a atividade econômica.

- Iluminação publicitária.

- Iluminação decorativa.

Essa emissão de luz pode causar poluição pela ação de três fatores principais:

Questão direta

Este é o principal fator da poluição luminosa, pois a luz artificial é emitida no ambiente escuro para iluminá-lo. É uma poderosa fonte de poluição devido à sua intensidade e por ser geralmente multidirecional.

Uma cidade moderna é uma fonte de luz, graças à combinação de uma infinidade de fontes que incluem iluminação pública e privada. Isso inclui postes ou lâmpadas de ruas e avenidas, luzes em casas e edifícios para atividades econômicas, letreiros luminosos, painéis publicitários e faróis de veículos.

Esta luz emitida pode exercer seu efeito poluente diretamente, quando é direcionada para um habitat de seres vivos. Da mesma forma, pode fazê-lo secundariamente por reflexão ou refração.

Reflexo em superfícies iluminadas

A luz emitida é refletida nas superfícies da área urbanizada como ruas, edifícios, placas e qualquer objeto em seu raio de ação. Quando os fótons colidem com essas superfícies, eles são refletidos em diferentes direções, gerando o brilho luminoso da cidade.

No entanto, este fator secundário de contaminação é obviamente mais fraco do que o primeiro. Na verdade, em cidades onde as lâmpadas são direcionadas de maneira adequada, o efeito poluente da reflexão é significativamente baixo.

Reflexo em partículas atmosféricas

Por fim, a luz emitida e refletida é direcionada para a atmosfera e aí colide com as partículas em suspensão.

Tipos

A poluição luminosa pode ser classificada de várias formas, dependendo do tipo de lâmpada que a produz, das suas características ou da fonte que a gera.

- De acordo com o tipo de lâmpada

A poluição luminosa varia de acordo com o tipo de lâmpada que fornece luz. As lâmpadas monocromáticas, como as de sódio, são menos poluentes do que as lâmpadas de luz branca, como as fluorescentes ou alguns LEDs.

- De acordo com suas características

Difusão de luz projetada

É a dispersão da luz que se difunde e contribui substancialmente para o ofuscamento emitido pelos centros urbanos.

Luz invasiva

É quando a fonte de luz externa penetra nas residências ou áreas onde sua função de iluminação não corresponde, tornando-se um poluente.

Brilho ou brilho

É a iluminação excessiva ou repentina que causa reflexo em pedestres e condutores de veículos, podendo causar acidentes. Por exemplo, faróis altos de um veículo.

Iluminação heterogênea ou superlotação

São áreas com iluminação irregular, com diferentes fontes de luz, causando desorientação, confusão, distração e estresse. Por exemplo, um grande número de placas iluminadas e iluminação pública.

Da mesma forma, áreas com excesso de iluminação artificial podem ser apresentadas para as tarefas que aí são realizadas.

- De acordo com a fonte

Iluminação pública

Esta é a maior fonte de poluição luminosa que existe, especialmente quando o sistema de iluminação não é projetado corretamente. Essa fonte é responsável por 40 a 60% da poluição luminosa, tanto por difusão de luz projetada quanto invasiva.

Avisos leves

Em algumas grandes cidades, como Nova York ou Tóquio, essa fonte de luz atinge altos níveis de incidência. É uma causa direta de contaminação por difusão de luz projetada e invasiva, uma vez que emite acima do horizonte.

Faróis de veículos

Esta é uma fonte móvel e variável e em cidades com alto grau de tráfego noturno torna-se um importante fator de poluição luminosa. Dependendo do tipo de farol e se não forem observadas as regras para seu uso, pode causar poluição por ofuscamento.

Iluminação privada

As luzes nas residências, especialmente nos prédios das grandes cidades, geram poluição luminosa significativa.

Refletores

Geralmente esta é uma fonte pontual de poluição luminosa, uma vez que são os refletores usados em shows públicos. A poluição ocorre por difusão de luz projetada e invasiva.

Edição de efeitos

Os efeitos da poluição luminosa podem ser agrupados em três grandes categorias:

- Efeitos no céu noturno

A poluição luminosa gerada pelo brilho das cidades torna o céu noturno invisível. Podemos ver as estrelas graças ao contraste de seu brilho (próprio ou refletido) no contexto da escuridão celestial.

O brilho da luz das cidades aumenta a clareza do fundo celestial acima do brilho das estrelas, tornando-as invisíveis.

- Efeitos sobre os humanos e seu habitat

Intrusão de luz externa

A iluminação externa nas cidades geralmente gera poluição luminosa ao invadir a privacidade das casas. Às vezes, isso pode ser benéfico, por exemplo, permitindo que nos movamos à noite sem acender as luzes internas.

No entanto, isso limita as outras circunstâncias em que você deseja manter a escuridão sem apelar para fechar as janelas.

Impactos na saúde

Os seres vivos respondem a ritmos circadianos, ou seja, respostas fisiológicas de acordo com períodos definidos entre 20 e 28 horas. Portanto, a alteração dos ciclos de claro e escuro gera mudanças físicas, mentais e comportamentais. A poluição luminosa causa graves distúrbios do sono e, portanto, do comportamento em humanos.

A melatonina é um hormônio de secreção noturna produzido pela glândula pineal que ajuda a regular o relógio biológico e reduz a produção noturna de estrogênio.

Está provado que quando o corpo humano é submetido à iluminação artificial, a produção de melatonina é drasticamente reduzida. De acordo com estudos (ainda não conclusivos), isso pode aumentar o risco de certos tipos de câncer.

Por sua vez, a Agência Nacional Francesa para a Saúde, Segurança Alimentar, Ambiente e Trabalho (ANSES) apontou outros riscos de poluição luminosa. Por exemplo, estresse oxidativo gerado na retina pela alta incidência de certos tipos de iluminação (ex: LED).

Impactos econômicos

A poluição luminosa é consequência de um excesso de luz que se espalha, portanto implica um desperdício da mesma. Foi calculado um aumento não inferior a 20% que leva a perdas econômicas diretas.

Aos resíduos que resultam em poluição luminosa soma-se todo o custo econômico envolvido em sua produção (recursos e poluição de outras fontes).

Além disso, a poluição luminosa forçou o estabelecimento de observatórios astronômicos em locais distantes dos centros povoados. Isso aumentou os custos de construção e operação, principalmente relacionados ao transporte de materiais, suprimentos e pessoal.

Impactos técnicos

A astronomia tem sido afetada pela poluição luminosa, devido aos efeitos já mencionados no céu noturno. Na verdade, os astrônomos foram os primeiros a alertar sobre isso e desenvolveram uma magnitude para medi-lo.

Este índice é chamado de Luminância do fundo celestial e mede o aumento em sua clareza.

Impactos estéticos

Quem nunca esteve longe dos centros urbanos não pôde apreciar plenamente um céu estrelado. Isso implica na perda de uma experiência estética e emocional significativa, que só pode ser vivida afastando-se substancialmente das cidades.

Leve em consideração que a poluição luminosa gerada pelas grandes cidades se estende por dezenas de quilômetros, conectando-se às cidades vizinhas. Portanto, a mesma ameaça à nossa paisagem noturna e alguns autores falam da perda cultural da "experiência da noite"

- Efeitos nos ecossistemas naturais e na biodiversidade

O ciclo do dia e da noite com seus níveis característicos de iluminação governou a evolução das espécies. Estes, portanto, adaptaram seu comportamento a esse ciclo em cada ambiente particular do planeta.

Animais

Os animais selvagens são ainda mais sensíveis ao efeito da poluição luminosa em seu relógio biológico e etologia (comportamento). Espécies com hábitos noturnos, como morcegos e certos anfíbios, vêem seu habitat seriamente afetado pela iluminação noturna.

Quando confrontados com uma iluminação incomum, os animais se adaptam bem por meio de rejeição ou atração. Em qualquer caso, isso implica mudanças em suas relações de alimentação, migração, reprodução ou predador-presa.

Por exemplo, quando os filhotes de tartarugas marinhas vão para o mar após a eclosão, eles perdem seu caminho para as fontes de luz. Aves de rapina noturnas, como as corujas, precisam da escuridão para detectar e perseguir suas presas.

Espécies de insetos e rãs são atraídas por fontes de luz e, como resultado, suas populações diminuem. É por isso que edifícios altamente iluminados próximos a áreas naturais têm um efeito negativo sobre esses organismos.

Tenhamos em mente que as espécies ativas do ciclo noturno são uma parte importante do reino Animal. Estima-se que cerca de 30% de todos os vertebrados e mais de 60% dos invertebrados são noturnos.

Plantas

A floração das plantas é um processo determinado pela interação de fatores genéticos e ambientais, incluindo o fotoperíodo. Ou seja, respondem à duração do dia e da noite, e a alteração desses ritmos afeta a floração de certas espécies.

A relação dos seres vivos com os ciclos de claro e escuro é tão relevante que motivou o desenvolvimento de duas disciplinas de biologia. Um deles é a escotobiologia, que estuda a relação entre a vida e as trevas. A outra é a cronobiologia que estuda os ritmos biológicos.

- Efeitos sobre outros poluentes

Chuva ácida

Os efeitos fotoquímicos são essenciais para certos processos gerados na atmosfera. Por exemplo, os radicais NOx na presença de luz geram ácidos e na ausência de luz eles se decompõem.

Portanto, a iluminação artificial contínua aumenta a produção de ácidos e, portanto, de chuva ácida. Estima-se que esse aumento alcance entre 5 e 7%.

Gases de efeito estufa

Como mencionamos ao nos referirmos ao efeito econômico, cerca de 20% da luz é desperdiçada transformando-se em poluição luminosa. Mas isso também tem implicações na geração de outros poluentes, especificamente na produção de CO2.

A maior parte da eletricidade é produzida em termelétricas e estas emitem CO2, que é o principal gás de efeito estufa, causando o aquecimento global.

Exemplos de locais com poluição luminosa

Os casos mais marcantes de poluição luminosa são as grandes cidades de países desenvolvidos. Devido à alta concentração populacional e ao alto nível econômico, o excesso de iluminação noturna é evidente.

Em termos de regiões do mundo, a maior poluição luminosa é encontrada na América do Norte, Europa e Ásia.

Na América do Norte destacam-se os Estados Unidos (especialmente a costa leste), enquanto na Europa destacam-se Grécia, Malta e Espanha, e na Ásia Japão, Taiwan e China. Em nível de cidade nos Estados Unidos, Las Vegas e Nova York se destacam. Outras cidades notáveis são Moscou, Valência, Londres, Rotterdam, Paris, Hong Kong e Tóquio.

Nessas cidades, por sua magnitude e dinamismo socioeconômico, a vida noturna é intensa, impulsionando a demanda por iluminação em áreas públicas e privadas. Da mesma forma, aumenta o tráfego de veículos automotores à noite e a promoção comercial por meio de anúncios luminosos.

Hong Kong

Uma alta densidade populacional e uma economia próspera fazem de Hong Kong uma cidade com alto nível de poluição luminosa. Possui mais de mil arranha-céus, o que faz com que alguns a considerem a cidade com a maior poluição luminosa do mundo.

Segundo estudo da Universidade de Tóquio, a noite em Hong Kong é mil vezes mais clara do que o limite estabelecido.

Las Vegas (EUA)

A maior fonte de renda da cidade é o turismo ligado aos jogos de azar, promovendo a maior concentração de letreiros luminosos do mundo. Por outro lado, é comum usar refletores de alta potência para iluminar diretamente o céu.

Nova York (EUA)

Esta é uma das cidades com a maior poluição luminosa do mundo, especialmente o distrito comercial de Manhattan. Curiosamente, cerca de 90 mil pássaros morrem anualmente ao colidir com arranha-céus desorientados pela iluminação intensa.

Valência Espanha)

Valência é a cidade espanhola com a maior poluição luminosa e alguns a colocam como a maior da Europa. Em 2007 esta cidade gastava 1,5 milhões de euros a mais que Barcelona, apesar de ter metade dos habitantes.

No entanto, hoje está sendo promovido um programa para substituir lâmpadas de rua ineficientes na iluminação pública para reduzir a poluição luminosa.

Soluções

As soluções para a poluição luminosa abrangem medidas sociais, jurídicas e técnicas.

- Social

É importante aumentar a consciência sobre a poluição luminosa, suas consequências e soluções, a fim de obter o apoio dos cidadãos para o seu controle. É necessário apoio para medidas legislativas relacionadas e uso racional da iluminação em casa e na comunidade.

- Legal

Existe uma diversidade de direitos legais, incluindo direitos que devem ser protegidos contra a poluição luminosa. Do direito à proteção da visão do céu noturno como parte da paisagem, à proteção dos habitats naturais.

Portanto, é fundamental que haja leis que regulamentem o uso da iluminação, restringindo a poluição luminosa. Ou seja, estabelecer por meio de normativos os períodos de utilização da iluminação e a implantação de equipamentos adequados para um uso racional da luz.

Especialmente relevante é a proibição de emissão de luz acima do horizonte, exceto para requisitos de navegação aérea.

- Técnicas

Equipes

Existem lâmpadas com temporizadores que permitem ajustar os períodos de iluminação ao estritamente necessário. Da mesma forma, as luminárias devem focar a luz estritamente nas áreas necessárias e evitar a sua dispersão.

Isso implica um projeto adequado do sistema de iluminação e a utilização de equipamentos adequados para cada caso. Deve ser dada atenção especial à inclinação, direção, características e tipo de luminárias.

Para que a luz não ultrapasse a linha horizontal, existem molduras adequadas que permitem que as lâmpadas fiquem voltadas para o solo.

Tipo de luz

A luz menos poluente é monocromática, isto é, aquela que, ao contrário da luz branca, consiste em um único comprimento de onda (ou poucos comprimentos). O ideal são lâmpadas de sódio de baixa pressão (luz amarela), pois geram menos poluição luminosa por causar menos interferências.

Zoneamento

O zoneamento do território é importante com base em suas reais necessidades de iluminação e sua vulnerabilidade à poluição luminosa. Isso permite o estabelecimento de regulamentos e outras medidas técnicas adequadas a cada área.

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