¿Qué es la energía luminosa o lumínica y cómo se obtiene?

Antes de entrar en materia sobre esta energía en concreto, conviene saber primero a qué llamamos luz. La luz es energía que se transmite por medio de fotones en forma de onda electromagnética. Por ello, es descrita también como un flujo de fotones que viajan en el vacío a la velocidad de 299792.458 m/s, precisamente la llamada ‘velocidad de la luz’. Por lo que la radiación, las ondas electromagnéticas y los fotones forman lo que comúnmente llamamos luz.

El lumen es la unidad de estudio de la energía luminosa que determina la energía lumínica durante un periodo, así como la sensibilidad variable del ojo con respecto a las ondas de luz. De ese modo, la energía lumínica es un tipo de potencia trasladada por la luz que interacciona en cualquier materia de diferentes formas.

El sol, fuente de referencia

Este recurso es renovable y el sol es la principal fuente de luz que existe y transmite una cantidad significativa de energía luminosa capaz de mantener el desarrollo de la vida en la Tierra. Sin embargo, existen otras fuentes de energía lumínica, como el fuego o una bombilla. Es fácilmente comprobable, solo con acercar la mano a una bombilla se siente el calor que la misma desprende. Ese calor es parte de la energía de la luz y usada de forma pertinente, hasta puede quemar o derretir diversos objetos.

Además, puede ser usada para obtener energía eléctrica, mediante unas placas solares por ejemplo, y su aplicación más importante es en el proceso de fotosíntesis realizado por las plantas.

El prisma de Newton

En gran parte se puede decir que nuestra concepción actual de la luz y del color, nace con Isaac Newton y a su valioso aporte en el tema. Él fue pionero en entender y desvelar lo que era el arco iris. Para ello, refractó la luz blanca con un prisma y la descompuso en colores básicos: rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta. Un descubrimiento realizado en el año 1660, momento en el que existía la creencia de que el color era una mezcla de luz y oscuridad y que los prismas teñían la luz. Newton demostró que la luz blanca no era tan simple, sino más bien una mezcla de rayos muy distintos que correspondían a los diferentes colores.

Para sus experimentos, Newton usó prismas triangulares de cristal. La luz penetró por una de las caras del prisma y se refractaba hasta descomponerse en diferentes colores, debido a que el grado de separación varía en función de la longitud de onda de cada color. Además, el experimento demostraba que el prisma no añadía el color a la luz, como muchos creían. Newton también hizo pasar solo al color rojo obtenido con un prisma por un segundo prisma, descubriendo así que el color no se alteraba.

Su interacción con los objetos se da en términos materiales, y depende siempre de las propiedades físico-químicas del objeto iluminado, así como de la orientación geométrica con que la luz lo impacte. Así, algunos objetos absorben la energía lumínica y otros la reflejan parcialmente, lo cual explica justamente la aparición de los colores que el ojo humano puede captar.

Cómo se obtiene la energía luminosa

La energía lumínica se obtiene siempre de la luz, ya que es parte de ella, y por este motivo puede ser generada natural o artificialmente, a través de diversos medios.

• De forma natural. Como ya hemos dicho, el sol es la principal fuente lumínica natural que existe. Otra fuente de luz natural, pero con mucha menos energía es la bioluminiscencia, un proceso que se da en algunos organismos vivos, en los que se crea una reacción química que produce luz. Los relámpagos y el fuego son otras fuentes de energía lumínica en la naturaleza; los primeros no son controlables y el segundo está muy presente, sobre todo en épocas calurosas y fruto de la mano del hombre.

• De forma artificial. Esta requiere convertir otros tipos de energía, como la eléctrica, la química o la calorífica, en luz. En esta categoría entran las lámparas de incandescencia, cuyo filamento extremadamente caliente despide luz, o también las bombillas LED (más eficientes y sostenibles). O también la luz que se obtiene mediante procesos de combustión, como la llama de una vela. Una fuente de energía luminosa muy interesante es el láser. Tiene muchas aplicaciones en diversos campos que incluyen medicina, comunicaciones, seguridad, o computación, entre otras.

Ventajas y desventajas de la energía lumínica

Este tipo de energía cuenta con una serie de cuestiones favorables, y a su vez de unos inconvenientes que poco a poco se van superando. Entre las ventajas destaca:

• Usar la energía luminosa proveniente del sol es gratis, y además se trata de una fuente casi inagotable.
• No es contaminante, aunque algunos procesos para obtenerla sí pueden serlo y las instalaciones que hacen uso de este tipo de energía son de fácil mantenimiento.

Por otro lado, entre las desventajas encontramos:

• La energía luminosa no es almacenable, a diferencia de otros tipos de energía. Pero las celdas fotovoltaicas se pueden respaldar con baterías para extender su uso.
• En cuanto a las instalaciones son caras en su construcción, aunque ya se trabaja para reducir el coste, y la exposición prolongada a la luz del sol causa daños a la piel y a la vida por la radiación ultravioleta.

Contaminación lumínica

Otro de los problemas asociados a este tipo de energía es la contaminación lumínica. Puede ser definida como la emisión de luz que proviene de una iluminación artificial ineficiente, y que produce un perjuicio en los ecosistemas o vida natural. Los efectos de la luz artificial en el entorno natural están probados independientemente de la eficiencia de los sistemas de iluminación.

La principal consecuencia es que en las ciudades se ha generado una especie de cápsula que impide poder ver los cielos estrellados, incluso en condiciones climáticas adecuadas. La contaminación lumínica se manifiesta a través de un aumento del brillo del cielo nocturno, por reflexión y difusión de la luz artificial en los gases y en la contaminación de las urbes, de forma que se disminuye la visibilidad de los cielos estrellados.

Este tipo de contaminación también guarda relación con un aumento de emisión de dióxido de carbono (CO2) debido a que para producir electricidad se necesitan centrales térmicas (aparte de energías renovables) y esto produce un aumento notable de la contaminación medioambiental.

El gasto lumínico en Europa

España es el país con mayor gasto en alumbrado público por habitante de la Unión Europea y el segundo en términos absolutos. Mientras la media de gasto público es de 70 kilovatios por habitante, en España los ayuntamientos generan una media de 116 por español. En el caso español, Valencia es líder en contaminación lumínica. En el polo opuesto, existe un lugar perfecto para ver las estrellas: la isla canaria de La Palma. Es todo un referente para el estudio del firmamento por la calidad de sus cielos, libres de contaminación lumínica.

Comparando con sus países vecinos de la Unión, en Alemania se consumen 43 kilovatios por habitante, mientras que en Francia son 91. La esperanza: recientes estudios han demostrado una reducción de la contaminación lumínica en época de pandemia.

Según los expertos, el principal parámetro para determinar si una luminaria es más o menos contaminante es su temperatura y el color, siendo los tonos de azul o blanco, los que más contaminación lumínica producen. En este sentido, las nuevas lámparas LED de colores cálidos y anaranjados se apuntan como la mejor opción en la actualidad para reducir la contaminación lumínica en los países con niveles muy altos.