Los paneles luminosos

Un panel luminoso LED está formado por miles de puntos programables, con los que se forman imágenes. Se pueden mostrar múltiples anuncios en un único espacio y su contenido se puede modificar de forma remota.

Está diseñado para que sus mensajes puedan leerse a pleno día. Produce imágenes con un elevado brillo, tanto como para que destaquen incluso sobre el fondo luminoso del cielo. En muchos casos, el brillo diurno se mantiene también durante la noche.

Mientras que la luz de las luminarias puede ser apantallada, los paneles, por su propia naturaleza y sus fines, esparcen su luz en todas direcciones, deslumbran e irrumpen en la intimidad de los hogares.

Pero, además, la publicidad de los paneles distrae a conductores y viandantes. Nuestro cerebro presta mucha más atención a las imágenes cambiantes que a las imagenes publicitarias estáticas tradicionales. Y esta distracción es una fuente de accidentes.

De poco sirve esforzarse en diseñar una buena iluminación urbana, con luminarias respetuosas con las normas, si se permite esta otra forma de contaminación de actividades comerciales privadas.

Es un problema para el que no hay aún una normativa adecuada que proteja a las personas de su intensidad excesiva y limite racionalmente sus horarios.

Este panel deslumbra, ilumina en todas direcciones y causa luz intrusa en los edificios (hasta la última planta... y más allá).

 

 

Otras consecuencias de la contaminación lumínica

Sobre la calidad del sueño

Resultados de diversos estudios en distintos países muestran que:

• Las personas más expuestas a la luz nocturna duermen, en promedio, media hora menos que las que viven en áreas con iluminación más baja. Y tienen tendencia a acostarse más tarde.
• Una gran mayoría de personas en áreas con alto nivel de iluminación nocturna manifiestan que tienen cansancio y somnolencia durante el día.

Sobre propagación de virus

Las luces blancas y brillantes pueden resultar relevantes en esta propagación a través de especies animales (aves), que se ven atraidas por estas luces y que actúan como intermediarias. Esto ha sido bien estudiado en Florida (EEUU) en el caso del mosquito portador del virus del Nilo, en zonas húmedas y en la cercanía de aguas quietas y en orillas.

 

La cronodisrupción y la salud

La cronodisrupción constituye un riesgo identificado de diversas patologías. Numerosas investigaciones alertan de los riesgos para la salud por una inadecuada exposición a la luz. 

Las investigaciones muestran que la cronodisrupción está relacionada con el aumento de la incidencia de síndrome metabólico, enfermedades cardiovasculares, alteraciones cognitivas y afectivas, aumento del riesgo de algunos tipos de cáncer (mama, próstata y colorrectal) y envejecimiento prematuro.

Para mantener un adecuado ciclo circadiano es necesaria oscuridad durante la noche y la exposición a luz brillante durante el día. El día debe ser día, y la noche, noche.

Con las evidencias científicas que se tienen y aplicando el principio de precaución, hay que seguir trabajando en el desarrollo de nuevas tecnologías de iluminación que protejan nuestro reloj interno.

La ruptura del ciclo circadiano

Cada vez pasamos más horas del día en lugares interiores, con falta de luz natural, mientras que nuestras noches están cada vez más iluminadas.

De esta forma se aumenta la brecha entre nuestros hábitos y los sincronizadores naturales del sistema circadiano.

Y pagamos por ello con la ruptura del ciclo circadiano o cronodisrupción.

La cronodisrupción es la alteración del orden temporal interno de los ritmos fisiológicos, bioquímicos y/o de comportamiento en relación con los sincronizadores externos, de los que el más importante es el ciclo luz-oscuridad.

En la cronodisrupción se produce una disminución de la amplitud de este ciclo, avances o retrasos entre el “marcapasos” y los relojes periféricos y, en algunos casos, la asincronía total entre ellos.

 Contribuyen a generar la cronodisrupción:

• La exposición a la luz durante la noche, y es aquí donde entra la contaminación lumínica
  
• La escasa exposición a la luz natural durante el día,
• Un bajo contraste en el ciclo luz-oscuridad.
  

La cronodisrupción se produce de forma muy evidente en el grupo de los trabajadores a turnos, con turnos de noche permanentes o cíclicos. Y es en ellos en los que se detectan muchas de las consecuencias citadas.

Pero la iluminación inadecuada en las horas diurnas tiene también sus efectos sobre el ciclo. Por ejemplo, la luz permanente en las unidades de cuidados intensivos, puede causar síndrome de confusión. O en unidades de cuidado neonatal, que dificulta la consolidación del patrón sueño-vigilia de 24 horas.

Otro aspecto importante; la luz que no forma imágenes

En la retina, además de conos y bastones, hay células ganglionares, que no sirven para que veamos imágenes, sino que son sensibles a la cantidad de luz que reciben. Es decir, hay efectos "no visuales" sobre el sistema circadiano, que son más marcados cuando ésta contiene una mayor proporción de azul. 

 

 

El ciclo circadiano y la luz

El ciclo circadiano es el reloj biológico que regula y programa las funciones fisiológicas, con un período de unas 24 horas. Este ciclo regula, por ejemplo, la temperatura de nuestro cuerpo, la liberación de hormonas y el comportamiento alimenticio.

El reloj regulador principal de este ciclo reside en el núcleo supraquiasmático (NSQ), ubicado en el hipotálamo (cerebro) y recibe la información de sincronozación del ciclo diario de luz-oscuridad que llega a través de los ojos.

La regulación se produce por la alternancia hormonal entre el cortisol (en el día, cuando estamos activos), y la melatonina (segregada por la glándula pineal, que nos induce el sueño).

La melatonina actúa tanto de reloj como de calendario endocrino y, además de su acción de entrenar y modular otros relojes periféricos (corazón, páncreas, hígado), tiene cualidades de neuroprotección, inmunitarias, antiinflamatorias y antioxidantes.

Esta hormona se comienza a segregar cuando la retina percibe una disminución importante de la luz ambiental (se acerca la noche).

Su secreción se inhibe por la luz intensa (el cerebro interpreta que es de día) pero, sobre todo, por la presencia de luz azul; comparada con otros colores, la luz azul genera mayor alerta, y aumenta la actividad de áreas cerebrales.

Estando bajo luz intensa durante las primeras horas de la noche, la segregación de melatonina es escasa.

Pero la segregación se puede inhibir cuando se está expuesto a luz ocasional durante la noche. En este caso, la inhibición depende de cuándo y durante cuánto tiempo se esté expuesto; si es en la primera mitad de la noche, los niveles de melatonina pueden llegar a restablecerse, pero si es en la segunda mitad, es mucho menos probable volver a conciliar el sueño.

El reciclaje de las lámparas LED

El 95% de los componentes que incluye una lámpara LED son potencialmente reciclables, sin embargo el proceso es dificil porque su composición es bastante compleja. A grandes rasgos se puede reciclar el aluminio del disipador de calor, conectores, plásticos, la electrónica del driver, la óptica, etc..

El módulo de control es el más dificil de reciclar ya que contiene una gran diversidad de elementos, que son muy importantes pero que aparecen en cantidades muy pequeñas (Itrio, Lutecio, Cerio y Europio). En el semiconductor se encuentran otros compuestos como el nitruro de galio o el nitruro de galio-indio. Y también pequeñas cantidades de hilos de oro y plata, estaño, níquel, titanio, germanio, etc.

El reciclaje resulta especialmente costoso por las pequeñs cantidades en que se presentan y por estar acompañados de otros compuestos. Aunque se trate de cantidades mínimas, los millones de lámparas que se desechan representan toneladas de estos metales raros.

Los LEDs se publicitan como elementos de larga vida, pero se suelen desechar antes de tiempo. Uno de los motivos es que la gran demanda ha provocado que, para bajar precios y ser más competitivos, la calidad de algunos productos sea mala. Este es el motivo del acortamiento de la vida de los LEDs y de un aprovechamiento limitado de estos materiales.

Las lámparas y luminarias LED son residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE)

Lo que acorta la vida de una lámpara LED

Defectos materiales. Si el semiconductor tiene defectos de fabricación, este será su punto débil. Se requieren materiales similares a los de la industria electrónica, pero una buena calidad requiere de instalaciones y procesos de fabricación complejos y caros...

Defectos estructurales. La mayoría de las lámparas LED fallan por una avería de la electrónica. En muchos casos es un fallo en las soldaduras por vibraciones o dilataciones térmicas.

Sobrecarga. Se produce cuando se recibe más potencia eléctrica de la máxima recomendada. Para evitarlo se usan circuitos de protección que regulan el voltaje máximo (como en un fusible). La mayoría de los sistemas de calidad están protegidos y tardan unos instantes en encenderse.

Sobrecalentamiento. Temperaturas elevadas del ambiente y del punto de unión reducen la vida útil de forma drástica. Las lámparas LED tienen una vida mucho más corta en ambientes calurosos.

 

La vida de una lámpara LED

Las lámparas LED suelen ser caras, por lo que una parte importante de su rentabilidad recae en su mayor vida útil. 

La vida útil de una lámpara tradicional es el número de horas que tardarían en fallar el 50% de las lámparas que se someten a un test de supervivencia. En las lámparas LED, el semiconductor en si no suele fallar sino que va disminuyendo su luminosidad, por lo que el fabricante da como vida útil las horas de uso para que la luminosidad sea el 70% de la inicial.

La vida útil nominal del semiconductor es del orden de 50.000 h, pero para la lámpara en conjunto suele estar entre 15.000 h y 25.000 h; son cifras que se dan para condiciones estables de laboratorio. Pero en condiciones reales la duración depende de cada caso y sus circunstancias (radiación solar a la que esté sometida, cambios de temperatura, vibraciones, etc)…

La vida útil de una lámpara con múltiples puntos LED depende del número que la integran. Cada uno se deteriora con una probabilidad que está alrededor de la vida útil que da el fabricante; el tiempo hasta que lo hace el primero es menor que esa vida. ¿Cuántos LED tienen que mostrar problemas antes de que se considere que hay que cambiar la lámpara?. La respuesta depende del usuario…

 

Los componentes de una lámpara LED

Chip: Es el elemento semiconductor que genera luz cuando pasa una corriente a su través. El chip está protegido mediante cristal o policarbonato.

Rectificador (driver): Este elemento convierte la corriente eléctrica de alterna a continua, ya que el LED trabaja en continua. El aprovechamiento de la energía eléctrica depende en gran medida de la calidad de este rectificador.

Disipador de calor: Aunque la conversión de electricidad en luz en el LED produce poco calor, éste se concentra en un punto de unión en el que se puede alcanzar una alta temperatura. Este calor ha de evacuarse porque influye mucho en la vida, eficiencia, color e intensidad de la lámpara. El disipador es una estructura metálica con surcos o aletas. Puede no ser visible y en los LED de baja potencia no se suelen usar.

Placa Base (control): Es la placa de circuito impreso en el que conectan los componentes electrónicos, como el chip y las vías de disipación del calor.

Óptica: Es el conjunto de elementos ópticos exteriores que determinan la distribución de la luz emitida. Las lámparas convencionales suelen emitir la luz en todas direcciones, pero los LED la emiten de forma dirigida, en un ángulo estrecho en la dirección de la luz máxima. Por eso suelen requerir de un sistema óptico que refleje y disperse la luz en ángulos más amplios.

 

El consumo de la iluminación pública en España

Nuestro país está en el grupo de cabeza en la UE en consumo por habitante en alumbrado exterior. Consumimos unos 115 kWh por año y por ciudadano; un 50% más que en Francia y más del doble que en Alemania.

Hay unos 9 millones de puntos de luz públicos, con una potencia eléctrica media de 150 W por punto. En otros países hay más puntos de luz pero de menor potencia por punto; se tiene así una iluminación de menor intensidad pero más homogénea.

El alumbrado público puede llegar a ser el 50% del consumo de electricidad de algunos ayuntamientos en España, pero el consumo eléctrico total en iluminación pública es solo un 2% de la electricidad consumida en el pais.

Es una pequeña cantidad, pero la iluminación pública mal planificada puede producir daños muy relevantes en el medioambiente y en la salud pública.

El ahorro que se obtiene con la mejora de la eficiencia en la iluminación es importante para los ayuntamientos, pero representa poco para el país en su conjunto.

La iluminación pública no es simplemente un asunto de ahorro de energía sino de sostenibilidad.

 

¿Como iluminar bien?

Las normas básicas a seguir para una buena iluminación son las siguientes:

Iluminar solo aquello que es necesario iluminar, durante el tiempo necesario y respetando la intensidad y color adecuados.

La luminaria no debe de emitir por encima de su línea de horizonte. La luz se usa de forma más eficiente y se reduce el deslumbramiento

Elegir colores cálidos. La luz blanca es más molesta para el ojo y tiene mayor impacto. Una temperatura de color de 2200 K es suficiente

Elegir la intensidad luminosa adecuada. El ojo se adapta mejor cuando la luz está en consonancia con el entorno; una luz intensa no deja ver bien

Instalar un temporizador y un regulador de intensidad para poder reducir la luz cuando sea necesario. Apagar la luz cuando no se use