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Quando l'uomo immette luce di notte nell'ambiente esterno al di fuori degli spazi che è strettamente necessario illuminare, alterando così la quantità naturale di luce presente, produce una forma di inquinamento chiamata inquinamento luminoso.

In particolare, ai sensi della normativa regionale, con il termine inquinamento luminoso si definisce "ogni forma di irradiazione di luce artificiale che si disperde al di fuori delle aree a cui essa è funzionalmente dedicata e se orientata al di sopra della linea di orizzonte e/o che induce effetti negativi conclamati sull’uomo e sull’ambiente".

                                    
Figura1: Una parte significativa dell'illuminazione pubblica e privata è diretta nella volta celeste determinando inquinamento luminoso.

Le componenti dell'inquinamento luminoso sono sostanzialmente 2 e derivano da:

Luce diretta: questo contributo è il più importante e dipende da quella porzione di luce che è immessa direttamente dall'apparecchio illuminante nel cielo. E' costituita dalla luce inviata verso l'alto (oltre i 90°), dalla luce inviata a 90° (luce intrusiva) e dalla luce inviata in varie direzioni dopo la riflessione da parte delle particelle atmosferiche.

Luce indiretta: è dovuta al fenomeno della riflessione da parte delle superfici illuminate; la luce è correttamente direzionata al suolo (per esempio su una strada), parte di essa però viene riflessa verso il cielo (circa il 10%).

                                    
Figura 2 - Nella figura a sinistra gran parte della luce è proiettato verso la volta celeste mentre con un'illuminazione conforme (disegno a destra) la luce è concentrata là dove serve e mai oltre l'orizzonte.

Quello dell'inquinamento luminoso è un fenomeno tipico dei paesi ad economie più sviluppate (Nord America, Europa, Giappone, etc.) che, benché spesso sottovalutato, determina una serie di impatti ambientali, sanitari e culturali non trascurabili. Tra questi:

Effetti sulla salute umana: la luce ha diversi effetti regolativi sull'organismo umano attraverso l'attivazione di ormoni che ne influenzano il metabolismo (es. cicli giorno-notte). L'esposizione costante alla luce di notte rende incapace il nostro organismo di distinguere con precisione il giorno dalla notte determinando variazioni nella produzione della melatonina (ormone che regola i cicli di sonno e veglia) e causando di conseguenza disturbi del sonno e dell'umore, scompensi nel sistema immunitario e seri problemi al nostro orologio biologico sino a procurare alterazioni del sistema endocrino.  Recenti studi sembrano inoltre confermare una forte correlazione tra inquinamento luminoso e cancro alla prostata (Abraham Haim, Boris A. Portnov, Itai Kloog e Richard Stevens, Università di Haifa).

Effetti sulla biodiversità: l'illuminazione notturna ha un effetto negativo su flora e fauna in molti differenti modi. Influenza i fondamentali processi vitali dei vegetali (es. infiorescenza, germinazione, etc.) che dipendono proprio, tra l'altro, dalla lunghezza dei periodi di luce e di buio. Sugli animali può alterare i comportamenti predatore-preda (ritardo nell'inizio della caccia dei predatori notturni), la capacità di orientamento (es. migrazioni di uccelli), la fisiologia (la produzione di diversi ormoni, es. melatonina, sono influenzati dai cicli luce-buio). Gli effetti dell'inquinamento luminoso sono stati osservati e dimostrati su diversi gruppi tassonomici vegetali e animali (uccelli, rettili, mammiferi, anfibi, pesci e invertebrati).

Effetti culturali e scientifici: molte sono le aree in cui oggi giorno non è possibile poter osservare il cielo stellato a causa dell'inquinamento luminoso; tale fenomeno interferisce, sempre più in modo significativo, sul progredire dell'attività astronomica che è tutt'oggi fortemente influenzata dall'attività di migliaia di appassionati osservatori non professionisti ai quali si devono scoperte e osservazioni importanti. L'attività astronomica dilettantistica rappresenta inoltre un'importante collegamento con il mondo scientifico e universitario.

Effetti sul consumo energetico: illuminare inutilmente rappresenta uno spreco energetico talvolta molto significativo. Illuminare solamente dove serve e quanto serve potrebbe permettere un risparmio fino al 40% dell'energia utilizzata per l'illuminazione e che, solo in Italia, ammonta a circa 6 Twh.

                                    
Figura 3 - Dal satellite è possibile valutare la gravità e l'estensione del fenomeno dell'inquinamento luminoso.

Diversi studi hanno dimostrato che l'inquinamento luminoso è dagli anni '60 un fenomeno in continuo aumento (si vedano fig. 4 e 5).

                                    
Figura 4 - Crescita della luminanza artificiale del cielo della pianura veneta (Osservatorio Astrofisico di Asiago e dell'Ekar - Cinzano 1998 -)

La figura sottostante in particolare rappresenta un possibile scenario dello stato del cielo nel 2025 nel caso in cui non venissero attuati provvedimenti sufficientemente efficaci per limitare l'inquinamento luminoso. Lo scenario deriva assumendo nel periodo 1998-2025 lo stesso incremento medio che è stato registrato nei 27 anni precedenti (1971-1998).

 
                                    
Figura 5 - Crescita della brillanza artificiale del cielo notturno dal 1971 al 1998. Scenario del possibile aumento al 2025.




 
 
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