لامپهای LED آلودگی نوری را تشدید کرده است

باسمه تعالی

پیش فرض عموم این است که هر چیزی که از نظر تکنولوژی پیشرفته تر و مدرن تر است، باید لزوما بهتر هم باشد. به همین دلیل از هرچیزی که مدرن باشد استقبال میکنند، حتی اگر تاثیر مستقیم بر سلامتی آنها داشته باشد و اثرات طولانی مدت آن بر بدن نامشخص باشد. ایکاش میتوانستیم به نحوی این نگرش مردم به تکنولوژی و علاقه آنها به چیزهای مدرن را عوض کنیم. قاعدتا باید رویکرد مردم این باشد که از هیچ چیز جدیدی استقبال نکنند؛ مگر اینکه قبل از آن برای دهها سال در جوامع دیگر آزمایش شده باشد و روی اثرات و عواقب آن مطالعات جامعی صورت گرفته باشد.

یکی از این تغییرات یک قرن گذشته این بود که خیابان های شهرها در شب نورپردازی شد و روشن بودن خیابان ها در شب به یکی از مطالبات جدی شهرنشینان تبدیل شد. حتی میزان روشن بودن شهرهای یک کشور در شب به عنوان شاخص پیشرفت و توسعه شناخته میشود. به عنوان نمونه عکس ذیل، برای مقایسه توسعه یافتگی کره شمالی با کره جنوبی، زیاد استفاده شد.

واقعیت این است که کل این جریان غیر حکیمانه و غلط بوده و هست. فیزیولوژی آدم طوری تنظیم شده است که به تاریکی شب برای استراحت، خواب، و ضبط آموخته های خود در حافظه احتیاج دارد. بسیاری از موارد دیگر نیز باید باشند که هنوز ناشناخته هستند. روشن نگاه داشتن خیابان ها و خانه ها در شب کلا سیاست غلطی است. چون روشنایی در شب به تغییر الگوی خواب و فعالیت مردم منجر میشود و آنها را از تعادل روانی خارج میکند. روشن نگه داشتن خیابان ها عامل تشویق مردم به تغییر الگوی خواب خود بوده است و در اصل یک ضرورت نیست. حداقل این کار برای بخش عمده ای از شب، مثلا از ساعت 9 شب به بعد کاملا غیر قابل توجیه است.

این لینک درباره اثرات مخرب آلودگی نوری بر سلامتی انسان و همچنین محیط زیست و زندگی جانوران و حیات گیاهان بیشتر توضیح داده است. از جمله موارد تاثیر آلودگی نوری بر سلامتی انسان میشود به هم ریختن الگوی خواب، استرس دائمی، زیاد شدن سردردهای میگرنی، خستگی و کوفتگی در طول روز، چاقی و همچنین کمک به زیاد شدن سرطان را نام برد. جانورانی که در شب از لانه در می آیند نیز به خاطر آلودگی نوری و عدم توان استتار خود، نمیتوانند نظم سابق خود را داشته باشند و به همین دلیل کل اکوسیستم تحت تاثیر قرار میگیرد.

مسئله فقط میزان انرژی مصرف شده برای روشنایی در شب نیست که با بهینه کردن مصرف برق لامپها بخواهیم آنرا کنترل کنیم. اما بسیاری از برنامه ریزان کشورهای مختلف دنیا فقط روی این جنبه  تمرکز کرده اند و فکر میکنند که اگر از لامپهایی که برای هر وات برق مصرفی میزان بیشتری نور تولید میکنند استفاده شود، این مشکل حل میشود.

برای اینکه بشود دقیق تر درباره کارآیی لامپها بحث کرد، مقدماتی را باید شرح دهم:

واحد استاندارد بین المللی روشنایی لامپ برای طیف قابل دید lumen است. یک لامپ رشته ای یا Incandescent Light Bulb ، و یا به قول معروف فیلامانی، که 100 وات بر ساعت برق مصرف میکند، حدود 1600 لومن نور تولید میکند که میشود حدود 16 لومن برای هر وات مصرف شده. طراحی لامپهای رشته ای بیش از 200 سال سابقه دارد و حدود 130 سال است که تولید صنعتی میشود. اصل ایده هم بسیار ساده است: تنگستن که در بین تمام عناصر عالم بالاترین نقطه ذوب را دارد، در اثر عبور جریان برق گرم شده و به همین دلیل از خود نور تابش میکند. برای اینکه رشته تنگستن زود نسوزد، آنرا در حباب شیشه ای که هوای درون آن خالی شده قرار میدهند. عمر مفید این لامپها حدود 2000 ساعت است.

لامپهای فلورسنت قدیمی حدود 40 لومن نور برای هر وات تولید میکردند که هم از نظر کارآیی و هم از نظر طول عمر بهتر بودند. اما نور آنها فقط در طیف نوری محدودی بود و برای یک روشنایی متعادل می بایست چند تا از انواع مختلف آفتابی و مهتابی آنها در کنار هم روشن شود تا نور اتاق برای طولانی مدت قابل تحمل باشد.

لامپهای Compact Fluorescent Lamp و یا به اختصار CFL که مدتی است به بازار آمده، بر اساس همان لامپهای فلورسنت طراحی شده است که مصرف برق آن بهینه تر شده و در فرمتی عرضه شده که بشود آنرا به جای لامپ رشته ای استفاده کرد. این لامپها اگر بطور ایده آل طراحی شوند، حدود 50 لومن نور برای هر وات مصرفی تولید میکنند. سالهای پیش دولتهای زیادی در دنیا به قصد صرفه جویی سعی کردند با سوبسید دادن روی قیمت این لامپها و یا حتی عرضه مجانی آن، مصرف برق را پائین بیاورند. اما خیلی زود فهمیدند که این کار اشتباه بود. چون میزان مواد سمی بکار رفته در این لامپها به قدری بالا است که اگر یک عدد از آنها در یک اتاق بشکند، باید آن اتاق را تخلیه کرده و کلیه اشیائی که با غبار حاصل از آن در تماس بودند، را از دسترس خارج کرد. به علاوه شرکتهای تولید کننده که با رقم بالای سفارش روبرو بودند، برای تولید بیشتر از قطعات الکترونیک با کیفیت پائین تر استفاده میکردند که کارآیی آنها را به نصف آنچه ادعا میشد، کاهش میداد. عمر ادعایی 8000 ساعتی این لامپها هم فقط در صورتی قابل حصول است که بطور دائم استفاده شود و هیچوقت روشن و خاموش نشود. در صورتی که آنرا بطور مرتب روشن و خاموش کنیم، عمر آن از لامپ رشته ای معمولی هم کمتر میشود.

لامپهای LED یا Light Emmiting Diode با اینکه دهها سال از اختراع آنها میگذرد، فقط در چند سال اخیر در مصارف روشنایی از آنها استفاده میشود. چون عرضه لامپی با خروجی نور بالا و طیف نوری دلخواه تا همین اواخر ممکن نبود. هرچند جدیدترین LED های موجود بیش از 150 لومن نور به ازای هر وات تولید میکنند، وقتی در قالب لامپ استفاده میشوند، به خاطر مجموع تلفات توان نمیتوان بیش از 70 لومن نور برای هر وات از آنها انتظار داشت. عمر ادعایی آنها هم 25000 ساعت است که ادعای گزافی است و حداکثر حدود 10000 ساعت در شرایط معمولی میشود روی آنها حساب کرد.

نمودار ذیل میزان وات مصرف شده توسط هر نوع لامپ را به ازای نور مورد نظر در محور افقی نشان میدهد:

[BlazingChart charttype="highcharts" source="led-cfl-incandescent-comparison"]

ارقام فوق از کارآیی لامپهای LED باعث شد که بعضی برنامه ریزان شهری به اشتباه بیافتند و کل روشنایی خیابان ها را با این لامپها جایگزین کنند. شهر میلان ایتالیا ظاهرا در این کار پیشگام بود و نیویورک هم در حال انجام چنین پروژه ای است. اما غافل از این بودند که قبل از این کار باید مطالعه بیشتری روی اثرات جانبی آن انجام شود. اولین مشکلی که پیش آمد، این بود که آلودگی نوری تشدید شد. عکس زیر که مربوط به سال 2012 از شهر میلان است، قبل از تبدیل لامپها به LED گرفته شده است.

همان طور که در عکس واضح است، میزان آلودگی نوری مرکز شهر و طیف نور آن با مناطق حومه میلان برابر بود. اما در عکس مربوط به امسال که پس از تغییر لامپها انجام شده، شدت آلودگی نوری مرکز شهر و طیف نور آن تغییر کرده است. نور خیره کننده لامپهای LED باعث تشدید عوارض سوء آن برای مردم شده و میزان بیخوابی و استرس ناشی از شدت این نور خیره کننده افزایش پیدا کرده است.

قطعا تکنولوژی های موجود میتواند منشاء خدمات بزرگی به بشر باشد. اما استفاده کارشناسی نشده و عجولانه و سودجویانه از این تکنولوژیها میتواند عواقب بدی نیز به همراه داشته باشد. یکی از زمینه هایی که باید روی آن کار بشود استفاده از نورپردازی در درمان بسیاری از بیماریها است و لامپهای LED ، به دلیل توان عرضه آن با طیفهای نوری مختلف، در این زمینه میتواند مفید باشد. مثلا وقتی آدم دچار سردرد و یا استرس و یا افسردگی میشود، با نورپردازی اتاق میشود این موارد را درمان کرد و کارآیی آن از مصرف دارو بیشتر است. تصور شخصی ام این است که در چند دهه دیگر اتاقها همه به سیستم نوری مجهز باشند که متناسب با احوالات آدم تنظیم شوند. مثلا وقتی آدم میخواهد کتاب بخواند و تمرکز داشته باشد، یک نور و وقتی بخواهد کمی شادتر باشد و از افسردگی به در آید، نور دیگری اتاق را روشن کند. هر وقت هم به آرامش احتیاج داشت، کافی باشد که نورپردازی اتاق را تنظیم کنیم.