1 · O céu que perdemos · A fundo
Poluição luminosa, a fundo.
Na página inicial contamos o essencial: o que é, porque é que o LED branco a agrava e o que se perde com ela. Aqui vai o porquê de cada coisa: a física do brilho do céu, como se mede um céu, o que diz a lei e o que cada um pode fazer. O céu de fundo é o desta noite sobre Valladolid e muda com o que vai lendo.
01 · A física do brilho do céu
A luz que sobe não vai embora: fica por cima.
Dois caminhos para cima
Um candeeiro de rua envia luz para o céu de duas formas. Direta: a parte do seu fluxo que sai acima da horizontal, o fluxo hemisférico superior (FHS na regulamentação espanhola). E refletida: a que chega ao chão e ressalta no asfalto, nos passeios e nas fachadas. A norma soma as duas no fluxo total ascendente, FTA = FHS + FHR (ITC-EA-03). Por isso não basta tapar por cima: uma rua com o dobro da luz necessária continua a enviar o dobro para o céu, ainda que seja de ricochete.
Porque é que o céu se acende
A luz que sobe choca com as moléculas do ar e com as partículas em suspensão —poeira, humidade, poluição— e uma parte volta para baixo vinda de todas as direções. Isso é o brilho do céu: o céu transformado num ecrã iluminado. As moléculas dispersam muito mais a luz de onda curta, em proporção inversa à quarta potência do comprimento de onda (dispersão de Rayleigh): o azul de 450 nm dispersa-se quase três vezes mais do que o amarelo de 589 nm do sódio. É a razão pela qual o céu é azul de dia, e pela qual, de noite, o brilho de um LED branco chega mais longe.
E o olho, de noite, vê mais azul
Com a vista adaptada ao escuro olhamos com os bastonetes, mais sensíveis ao azul-esverdeado do que os cones. Com os mesmos lúmenes, um LED branco de 4.000 K ilumina o céu que percebemos cerca de 2,5 vezes mais do que o sódio de alta pressão que substitui (Falchi et al., 2016). Experimente: o céu de fundo muda com o candeeiro.
O mesmo candeeiro, o mesmo fluxo:
- Brilho do céu
- 19,00 mag/arcsec²
- Brilho artificial
- 14,8 × o céu natural
- Estrelas à vista desarmada
- 529
Até onde chega
O brilho de uma localidade vê-se de longe e cresce com o seu tamanho. Merle Walker mediu-o nas cidades da Califórnia em 1977 e resumiu-o numa regra que ainda se usa: o brilho que uma cidade acrescenta ao céu, olhando na sua direção a 45° de altura, é proporcional à sua população e diminui com a distância elevada a 2,5. Escolha um tamanho de população:
- Mais brilho artificial do que natural
- Acrescenta mais de 10 %
- Acrescenta mais de 1 %
- Céu imaculado
Lei de Walker: I = 0,01 · P · d−2,5, com P a população e d a distância em km. É uma regra empírica, pensada para distâncias maiores do que a própria localidade: dá a ordem de grandeza, não o valor num ponto concreto.
02 · Como se mede um céu
Um número para a escuridão: magnitudes por segundo de arco quadrado.
O brilho do céu mede-se como o de uma estrela: em magnitudes, por cada pedaço de céu com um segundo de arco de lado. É uma escala invertida e logarítmica: quanto maior o número, mais escuro o céu, e cada ponto é um fator de 2,512 —cinco pontos, um fator de 100—. Um céu sem nenhuma luz artificial dá cerca de 22,0 mag/arcsec²; o centro de uma cidade, entre 17 e 18: de 40 a 100 vezes mais brilhante.
Mede-se com um fotómetro apontado ao zénite, numa noite sem Lua nem nuvens. O mais difundido é o SQM (Sky Quality Meter), do tamanho de um comando à distância; a Astroval usa-o para certificar os seus pontos de observação. À vista desarmada, a medida é a estrela mais fraca que se consegue ver, e dela sai o número de estrelas do céu.
A escala de Bortle
Em 2001, o astrónomo amador John Bortle propôs descrever um céu pelo que se vê nele, em nove classes: da 1, o céu imaculado, à 9, o centro de uma cidade. Mova a escala e olhe para o céu de fundo.
Bortle descreveu a sua escala pelo que se vê, não por um número; a equivalência em mag/arcsec² e o número de estrelas são os do modelo de VillaLuz (relação de Schaefer, 1990), os mesmos da página inicial.
Classe 1Céu imaculado
Veem-se a luz zodiacal e o gegenschein; a Via Láctea é tão brilhante que a zona do Escorpião e do Sagitário projeta sombras difusas, e a galáxia do Triângulo vê-se à vista desarmada.
- Brilho
- ≥ 21,99 mag/arcsec²
- Estrelas à vista desarmada
- 4.557
03 · O que diz a lei
A norma já pede um céu melhor do que o que temos.
Em Castela e Leão aplicam-se duas normas ao mesmo tempo: a estatal —o Regulamento de eficiência energética em instalações de iluminação exterior (Real Decreto 1890/2008) e as suas instruções técnicas, as ITC-EA— e a regional, a Lei 15/2010 de prevenção da poluição luminosa. Quando as duas fixam um limite, prevalece o mais exigente.
Cada zona, o seu limite
A ITC-EA-03 divide o território segundo a escuridão que merece e limita, em cada zona, quanta luz pode sair para cima:
| Zona | O que é | Fluxo para o céu (FHS) máximo | Luz intrusa máxima numa janela |
|---|---|---|---|
| E1 | Ambientes ou paisagens escuros: observatórios astronómicos, parques nacionais e espaços naturais protegidos, com as estradas sem iluminação. | ≤ 1 % | 2 lx |
| E2 | Brilho baixo: periferias, solo não urbanizável e áreas rurais com as estradas iluminadas. | ≤ 5 % | 5 lx |
| E3 | Brilho médio: zonas urbanas residenciais, com faixas de rodagem e passeios iluminados. | ≤ 15 % | 10 lx |
| E4 | Brilho alto: centros urbanos e zonas comerciais e de lazer com muita atividade à noite. | ≤ 25 % | 25 lx |
Valores da ITC-EA-03 de 2008, tabelas 2 e 3. Em Castela e Leão nenhuma luminária pode mandar mais de 3 % para cima, seja qual for a zona, salvo na iluminação de património histórico ou artístico (Lei 15/2010, art. 13.1.a).
O que acrescenta Castela e Leão
- Nada acima de 3 % para cima: a lei proíbe as luminárias com um fluxo para o hemisfério superior acima de 3 %, exceto as que iluminam património de especial interesse histórico ou artístico (art. 13.1.a).
- Nem canhões nem lasers para o céu: proibidos os projetores que emitem acima da horizontal e a publicidade aérea noturna (art. 13.1.b e c).
- O ornamental, até às 23:00: fachadas, monumentos e reclamos luminosos apagam-se às onze da noite; uma hora mais às sextas-feiras, feriados e vésperas, ou ao fecho do estabelecimento (art. 12).
- Zonas próprias: os municípios com mais de 20.000 habitantes zonam o seu território e podem endurecer os limites por regulamento municipal, nunca aliviá-los (art. 6).
Cor e quantidade
Cor: a norma estatal não impõe um teto geral à temperatura de cor; só exige, nas zonas E1, lâmpadas de vapor de sódio ou filtrar a luz abaixo de 440 nm (ITC-EA-03 § 1.2). O projeto de reforma de 2021 propunha não passar de 4.000 K ± 300, mas não foi aprovado; a recomendação de referência é a da Associação Médica Americana (2016): não mais de 3.000 K. Quantidade: a iluminação não pode ultrapassar em mais de 20 % o nível que corresponde a cada via (ITC-EA-02). Iluminar a mais não é ter margem: é incumprir.
Citamos o texto em vigor: o Real Decreto 1890/2008 com as suas ITC-EA-02 a 07 tal como foram publicadas e a ITC-EA-01 aprovada pelo Real Decreto-lei 18/2022. Em 2021 o Ministério pôs em consulta pública uma reforma mais exigente — com zona E0, 5 % para o céu em E3 e um teto de 4.000 K — que circula em muitos materiais, mas não foi aprovada e não obriga. Em Castela e Leão, de qualquer modo, manda o 3 % da lei autonómica.
04 · O que pode fazer uma câmara municipal
Seis decisões, da mais barata à mais fina.
Os números são os da rua principal de VillaLuz, a aldeia do nosso simulador, calculados com o seu motor. Partimos do que ainda ilumina muitas ruas: candeeiros de globo de 12.000 lm, luz branca de 4.000 K, 22 % do fluxo para o céu e acesos a 100 % toda a noite.
- Ponto de partida
- 18,43 mag/arcsec²Bortle 83.116 kWh/ano
- 01
Saber o que há
Um inventário de cada ponto de luz: tipo de luminária, fluxo para o céu, temperatura de cor, potência e horário. Sem ele não há plano, e com ele costumam aparecer candeeiros de que ninguém precisa.
- 02
Que não ilumine para cima
Luminárias tapadas por cima, com 0 % do fluxo acima da horizontal. Toda a luz que ia para o céu desce para a rua… e agora sobra.
- Céu
- 19,15 mag/arcsec²Bortle 6-7
- Estrelas
- 602
- Consumo
- 3.116 kWh/anomenos 0 %
- 03
Só a luz que a norma pede
Menos lúmenes por ponto e mais bem distribuídos, até ao nível da classe de cada via sem o ultrapassar. É o passo que mais energia poupa.
- Céu
- 20,35 mag/arcsec²Bortle 5
- Estrelas
- 1.599
- Consumo
- 938 kWh/anomenos 70 %
- 04
Luz quente
De 4.000 K para 2.200 K, âmbar. Menos azul para se dispersar e para ser percebido pelo olho adaptado ao escuro. Custa alguma eficácia —um LED quente dá menos lúmenes por watt—, e por isso o consumo sobe um pouco.
- Céu
- 21,24 mag/arcsec²Bortle 4
- Estrelas
- 2.950
- Consumo
- 1.158 kWh/anomenos 63 %
- 05
Baixar de madrugada
Regulação horária: a 100 % até à meia-noite e a 50 % o resto da noite, quando quase ninguém passa.
- Céu
- 21,56 mag/arcsec²Bortle 3
- Estrelas
- 3.565
- Consumo
- 833 kWh/anomenos 73 %
- 06
Deteção de presença
De madrugada o candeeiro fica em vigília e sobe ao máximo durante 90 segundos quando passa alguém. Calculado com quatro passagens por hora.
- Céu
- 21,89 mag/arcsec²Bortle 3
- Estrelas
- 4.309
- Consumo
- 230 kWh/anomenos 93 %
05 · O que pode fazer você
Em casa também se apaga o céu.
- 01
A luz de fora, para baixo
Apliques fechados por cima, que iluminem o chão e não o céu nem a janela do vizinho. Nada de globos nem de focos apontados para cima.
- 02
Quente e a justa
Lâmpadas de 2.700 K ou menos, e de poucos lúmenes: para ver onde se pisa é preciso muito menos luz do que parece.
- 03
Só quando faz falta
Um temporizador ou um sensor de movimento na luz do jardim, do pátio ou da entrada. Acesa toda a noite, não ilumina ninguém.
- 04
Baixe a persiana
A luz de dentro também sai e sobe. Com a persiana em baixo ou uma cortina grossa, além disso, dorme melhor.
- 05
Meça o seu céu
O Globe at Night é um projeto de ciência cidadã: conta as estrelas de uma constelação a partir de casa e envia o resultado. Com os seus dados mediu-se que o céu fica 9,6 % mais claro todos os anos (Kyba et al., 2023).
globeatnight.org ↗ - 06
Peça-o à sua câmara municipal
Os candeeiros são do município. Leve-lhes esta página, ou o simulador: mostra-lhes quanto poupam e quanto céu recuperam.
Peça a simulação do seu município →
Fontes
- 1.F. Falchi et al. (2016). «The new world atlas of artificial night sky brightness». Science Advances 2, e1600377. doi.org/10.1126/sciadv.1600377
- 2.M. F. Walker (1977). «The effects of urban lighting on the brightness of the night sky». Publications of the Astronomical Society of the Pacific 89, 405. doi.org/10.1086/130142
- 3.J. E. Bortle (2001). «Introducing the Bortle Dark-Sky Scale». Sky & Telescope 101 (2), 126. skyandtelescope.org/wp-content/uploads/BortleDarkSkyScale.pdf
- 4.B. E. Schaefer (1990). «Telescopic limiting magnitudes». Publications of the Astronomical Society of the Pacific 102, 212. doi.org/10.1086/132629
- 5.Real Decreto 1890/2008 (2008). «Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y sus instrucciones técnicas complementarias EA-01 a EA-07». BOE-A-2008-18634. www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2008-18634
- 6.Real Decreto-ley 18/2022 (2022). «Disposición final: nueva ITC-EA-01, eficiencia energética, en vigor desde el 1 de enero de 2023». BOE-A-2022-17040. www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2022-17040
- 7.Ministerio de Industria, Comercio y Turismo (2021). «Proyecto de Real Decreto por el que se aprueba el Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y sus ITC-EA-01 a EA-08». Información pública, 21/07–30/09/2021; no aprobado.
- 8.Ley 15/2010 de Castilla y León (2010). «Ley de prevención de la contaminación lumínica y del fomento del ahorro y eficiencia energéticos derivados de instalaciones de iluminación». BOE-A-2010-20074. www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2010-20074
- 9.C. C. M. Kyba et al. (2023). «Citizen scientists report global rapid reductions in the visibility of stars from 2011 to 2022». Science 379, 265–268. doi.org/10.1126/science.abq7781
Os títulos citam-se tal como foram publicados. Os números de VillaLuz, o brilho do céu e o número de estrelas são cálculo próprio com o motor do simulador.
E o céu do seu município?
Simulamos a iluminação da sua localidade com os seus dados reais e dizemos-lhe quanto céu e quanta energia se podem recuperar.