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Aug 19, 2023

Warum defekte Straßenlaternen Städte lila färben – und warum das besorgniserregend ist

Der Himmel über der Stadt

Der Himmel über der Stadt Vancouver hatte die Farbe eines Fernsehers, auf dem ein Prince-Konzert lief.

OK, vielleicht nicht der ganze Himmel. Aber genug davon, dass die Leute es bemerkt haben. Eine Reihe von Straßenlaternen – ein paar Hundert von Tausenden – hatten sich plötzlich verändert. Was einst mondscheinweiß war, war jetzt blau oder violett oder sogar violett. Objektiv gesehen waren sie nicht weniger klug. Aber Lila beleuchtet einen Gehweg nicht gerade so wie Weiß. Das Spektrum von Vancouver hatte eine scharfe Linkskurve genommen. Es sah nicht schlecht aus. Besonders unsicher war es nicht. Es war einfach seltsam.

Also riefen die Leute besorgt in der Stadt an. Und nach all dem Geschrei rollte Vancouver die Nutzfahrzeuge los und machte sich daran, die chromatischen Aberrationen zu ersetzen – obwohl die Lichter noch ziemlich neu waren. Wie die meisten anderen Städte hat Vancouver in den letzten Jahren damit verbracht, von alten Natriumdampf-Straßenlaternen auf LEDs umzusteigen. Die neuen Glühbirnen, im Wesentlichen Anordnungen von Computerchips, die Elektrizität in Licht umwandeln, sind billiger, weniger energiehungrig und langlebiger. LED-Straßenlaternen sollen fast ein Jahrzehnt lang leuchten.

Es sei denn, sie tun es nicht. Denn der Große Purpur begann nicht – und endete auch nicht – in Vancouver. Die Berichte reichen bis ins Jahr 2020 und über die gesamte Hemisphäre zurück – Wisconsin, North Carolina, Florida, New Mexico, Kalifornien und sogar Irland. „Das ist etwas, was wir vor etwa zwei Jahren gesehen haben“, sagt Jeff Brooks, ein Vertreter von Duke Power, das für Straßenlaternen in den Carolinas und Teilen von Florida und im Mittleren Westen verantwortlich ist. „Ich habe schon Leute angerufen und gefragt, ob das daran liegt, dass Halloween ist oder dass die dortige Fußballmannschaft Lila trägt.“

Es hat nichts mit Geistern oder Fußball zu tun. Und es handelt sich nicht um eine große Verschwörung, obwohl viele Menschen im synthetischen Zwielicht die Auswirkungen von 5G-Strahlung oder staatlicher Überwachung sahen, ein Zeichen der Zeit. Hier ist nichts Schattiges los. Aber dennoch: Straßenlaternen sollen nicht spontan ihre Farbe ändern.

Also habe ich ein wenig gegraben. Das Geheimnis der violetten Lichter scheint sowohl banaler als auch besorgniserregender zu sein, als irgendjemand gedacht hat – ein stimmungsvolles Indigo-Check-Engine-Licht auf der gesamten Infrastruktur der Moderne. Wenn LED-Straßenlaternen ohne ersichtlichen Grund anfangen, ihre Farbe zu ändern, ist das ein visueller Hinweis darauf, dass wir möglicherweise ein wenig überdenken müssen, wie wir die Zukunft gestalten.

In gewisser Weise könnte man die gesamte Idee der modernen menschlichen Gesellschaft mit einer Glühbirne darstellen, die über unseren Köpfen aufleuchtet. Nur wenige Technologien waren für die Gestaltung der Welt, wie wir sie kennen, so entscheidend. In 300 Jahren der Menschheitsgeschichte, von 1500 bis 1800, blieben die Kosten für das Anzünden eines Lichts – egal welcher Art, von Kerze über Walöl bis hin zu Kohle – nahezu gleich. Doch um 1800 begann der Preis dramatisch zu sinken.

Städte der industriellen Revolution wurden erstmals mit Gaslampen beleuchtet – ihre Glühstrümpfe, der Teil, der die helle Flamme des Gases enthielt, waren der erste großflächige Einsatz derselben Seltenerdmetalle, die heute für Batterien so wichtig sind. Etwa ein Jahrhundert später setzte sich die Elektrizität durch, sowohl in Innenräumen als auch als Beleuchtung für Stadtstraßen. Zuerst waren es Bogenlichter, dann Glühlampen, Neon, Leuchtstoffröhren, Quecksilberdampf, Natriumdampf. In den letzten Jahren waren LEDs der absolute Trend, auch weil sie nicht heiß werden. Sie wandeln Elektrizität direkt in Licht um – ohne Zwischenschritte, nur ein direkter Elektron-zu-Photonen-Austausch: Zap! Sehr ergiebig und klimafreundlich. Heute sind sie ein 20-Milliarden-Dollar-Unternehmen im Jahr.

In den späten 2000er Jahren tauschten Städte auf der ganzen Welt ihre alten Lichter gegen moderne, hochtechnologische LEDs ein. Im Großen und Ganzen waren es weiße Lichter. Aber jeder, der schon einmal ein Badezimmer gestrichen hat, weiß, dass Weiß nicht gleich Weiß ist. Aus technischen Gründen, die sich aus der Quantentheorie und der eigenartigen Psychophysik unserer Augen und Gehirne ergeben, messen Wissenschaftler die Farbe von weißem Licht in Kelvin oder „Farbtemperatur“. Höhere Zahlen sind blauer; Die unteren sind gelber und rötlicher. Viele Städte entschieden sich für 4.000 K, das Mondlicht der Scheinwerfer von High-End-Sportwagen – und nicht zufällig für eine der am einfachsten und daher kostengünstigsten herzustellenden weißen LEDs.

Es war ein verblüffender Wechsel vom romantischeren, orangefarbenen Schimmer von Natriumdampf. Weniger Paris bei Mondschein, mehr Porsche auf der Autobahn. „Die Einführung jeder neuen Beleuchtungstechnologie sorgte für große Bestürzung, bis sich die Menschen daran gewöhnten“, sagt Sandy Isenstadt, Kunst- und Architekturhistorikerin an der University of Delaware. „Es geht oft um die Farbe, manchmal einfach um die Helligkeit. Übrigens hat sogar die Einführung von Gaslicht große Besorgnis hervorgerufen.“

Dennoch haben sich die meisten von uns an das neue strahlend weiße Regime gewöhnt. Und dann wurde es lila.

Im Fall von Duke Power war die Farbverschiebung nur bei etwa 1 % der vom Energieversorger installierten LED-Straßenlaternen betroffen. Immerhin sind das landesweit rund 5.000 Lichter. Was verursacht also die Purple Reign?

Es stellt sich heraus, dass das Problem stromaufwärts liegt. Im Laufe des letzten Jahrzehnts hat sich das LED-Leuchtengeschäft konsolidiert und ein Unternehmen namens Acuity Brands dominiert nun den US-Markt. Jede Stadt mit violetten Lichtern, die auf meine Anfragen geantwortet hat oder über öffentliche Aufzeichnungen zu diesem Thema verfügt, hat ihre LED-Leuchten bei Acuity gekauft. Und von 2017 bis 2019 hatte Acuity offenbar ein Problem – genau dort, wo sich Technologie und Globalismus überschneiden.

Wie Isaac Newton 1665 mit einem Prisma herausfand, besteht weißlich-gelbes Sonnenlicht aus einem Regenbogen, dem gesamten sichtbaren Spektrum. Wo Sie in diesem Spektrum die Trennlinien ziehen – und welche Farben Sie benennen – ist höchst subjektiv. Aber die Rekombination all dieser Lichtwellenlängen ergibt wieder Weiß.

Sie müssen jedoch nicht alle Wellenlängen verwenden. Wenn man rotes, grünes und blaues Licht zu gleichen Teilen mischt, wird es von unseren Augen als weiß wahrgenommen. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts gibt es rote und grüne LEDs. Aber Blau erwies sich als eine so große Herausforderung, dass der Mann, der es herausgefunden hatte, Shuji Nakamura, 2014 einen Nobelpreis gewann. Die blaue LED mit ihrer schmalen Wellenlänge ermöglichte alle Arten moderner Technologie, von der Blu-ray-Disc bis hin zu Flachbildschirmen.

Der große blaue Durchbruch ermöglichte es den Ingenieuren auch, weiße LEDs zu entwickeln, die sowohl hell als auch kostengünstig sind. Das liegt daran, dass sie die roten und grünen Farben eigentlich nicht mehr brauchten, um Weiß herzustellen. Eine blaue LED unter einer schicken Linse aus Keramik und Glas, imprägniert mit gelbem Leuchtstoff, würde den Job erledigen. Unsere Augen sehen die Blau-Gelb-Mischung als Weiß. Das war der große Durchbruch – einfach die blauen LED-Chips in ein kompliziertes Paket aus Glas, Dichtmittel, Lötzinn, Drähten usw. einpacken. Machen Sie es kostengünstig und zuverlässig genug, und Sie haben ein globales Unternehmen.

Ein tieferer Blick auf den letzten Teil kann jedoch aufschlussreich sein. „Es gibt wahrscheinlich ein paar hundert Patente für das Design von LED-Gehäusen“, sagt Michael Pecht, ein Maschinenbauingenieur und Direktor des Center for Advanced Life Cycle Engineering an der University of Maryland. „Der Chip ist wirklich ziemlich zuverlässig. Es ist das Paket, das alle Probleme hat.“

Welche Art von Problemen? Acuity und die Purple Cities waren in dieser Angelegenheit nicht ganz transparent. Wie sich herausstellte, stammten die meisten der seltsamen Straßenlaternen von einer Acuity-Untermarke namens American Electric Lighting. Neil Egan, ein Acuity-Vertreter, erzählt mir, dass „der erwähnte ‚Blaulicht‘-Effekt bei einem kleinen Prozentsatz der AEL-Leuchten auftrat, deren Komponenten mehrere Jahre lang nicht verkauft wurden.“ Das Unternehmen hat im Rahmen der Garantie die Lichter jeder Stadt ausgetauscht. Was die Ursache für die violette Verfärbung betrifft, sagt er, dass es sich um eine „Phosphorverschiebung handelt, die Jahre nach der Erstinstallation beobachtet wurde“. Mit anderen Worten: Irgendein Problem mit der schicken Verpackung rund um die LED.

Vertreter der betroffenen Städte bieten etwas mehr Details an. „Die violetten Straßenlaternen sind das Ergebnis der Ablösung der Phosphorbeschichtung von den LEDs“, sagt Fiona Hughes, eine Vertreterin der Stadt Vancouver. Brooks von Duke Power weist auf die gleiche Ursache hin. „Auf der Leuchte befindet sich ein Laminat, das ihr ihre weiße Farbe verleiht“, sagt er. „Als das Laminat zu zerfallen begann, veränderte sich der Farbton in Richtung Lila.“

Aber was verursachte die Delaminierung? Die wahrscheinlichste Ursache sind Hitzeschäden. Die Leuchtstoffschicht in einem LED-Gehäuse reagiert übrigens sehr empfindlich auf Temperaturänderungen. Selbst kleinste Fehler bei der Montage oder Installation können dazu führen, dass sich LEDs schneller erhitzen. Dies kann dazu führen, dass sich die Ränder der Leuchtstoffbeschichtung wellen, sich vom LED-Chip lösen und mehr natürliches Blau durchdringen kann. Es kann auch die chemische Struktur des Leuchtstoffs selbst verändern, was wiederum die Farbe ändern würde, die die LED ausstrahlt.

Natürlich können Sie die meisten Herstellungsprobleme vermeiden, wenn Sie bereit sind, für Qualität zu zahlen. Pecht, der Experte für Elektronikzuverlässigkeit, arbeitete vor Jahren mit Philips zusammen, als das Unternehmen Marktführer bei LEDs war. „Sie haben viele Langzeittests bei höheren Spannungen, Luftfeuchtigkeit usw. durchgeführt und ich dachte, dass ihre Geräte wahrscheinlich zehn Jahre halten könnten“, sagt Pecht. „Aber ihre Geräte waren wahrscheinlich die teuersten auf dem Markt. Sie können sehr zuverlässig sein, aber man muss sich qualitativ hochwertige Geräte besorgen.“

Die LEDs von Acuity sind nicht die teuersten auf dem Markt. Das heißt aber nicht, dass das Unternehmen selbst das Problem verursacht hat. Laut der 10-K-Einreichung von Acuity stellen die 19 Fabriken des Unternehmens in Nordamerika einige Präzisionskomponenten her und führen die Montage durch. Doch die eigentlichen LEDs bezieht Acuity von „Drittanbietern“ in Asien. Diese Anbieter bauen in der Regel Produkte in großem Maßstab und versuchen, jede erdenkliche Effizienz herauszuholen, ohne die Patente auf die hochwertigeren, teureren Versionen zu verletzen. Manchmal führt das dazu, dass eine LED weniger gut ist. (Der Sprecher von Acuity lehnte es ab, Fragen zu den LED-Anbietern des Unternehmens zu beantworten.)

„Ich stelle oft fest, dass Unternehmen nicht wirklich wissen, was sie kaufen“, sagt Pecht. „Sie achten auf den Preis. Es ist wirklich ein Problem des Lieferkettenmanagements.“

Das ist einer der Gründe, warum das Violett eine große Sache sein könnte. Es wirft ein Licht darauf, wie tief LEDs, insbesondere die billigen weißen, in der Weltwirtschaft verankert sind. Sicher, Acuity hat das Problem wahrscheinlich behoben und tauscht alle Lichter aus. Aber was passiert das nächste Mal, wenn ein Unternehmen in Südchina etwas falsch macht und sich eine Welle kaputter Technik über den Planeten ausbreitet? Diesmal sind es Straßenlaternen; Das nächste Mal könnten es Telefone, Fernseher und medizinische Geräte sein.

Straßenlaternen sind schon heute weit mehr als nur Straßenlaternen. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts installierten die meisten Städte Lichter, um Straßen und Autobahnen so hell wie möglich für Autos zu beleuchten. LEDs gaben ihnen ein neues Maß an Kontrolle. Sie könnten Straßenlaternen hell genug für Fahrbahnen machen, subtilere Schattierungen für Gehwege feinabstimmen und raffinierte, computergesteuerte Pakete erstellen, die Gebäudefassaden lebendig beleuchten, ohne dass das Innere der Wohnungen der Menschen wie der Las Vegas Strip aussieht.

Hier kommen die emotionalen und ästhetischen Elemente ins Spiel. In Bezug auf Aussehen und Haptik gibt es keinen objektiven Unterschied zwischen beispielsweise orangefarbenen Natriumdampflampen und weißen LEDs, es sei denn, Sie legen großen Wert auf Farbmetrik. Aber wenn dieser orangefarbene Glanz Ihre Stadt und Ihre Kindheit geprägt hat – wie es bei Angelenos wie mir oder den Chicagoern der Fall war –, nehmen Sie Veränderungen nicht auf die leichte Schulter. Lichter in der Nacht machen eine Stadt zu einem ganz neuen Ort, „zu einem strahlenden und reflektierenden Konstrukt, das nicht mehr der geometrischen Struktur und der materiellen Auflösung des Tages verpflichtet ist“, wie Isenstadt einmal schrieb. Die nächtliche Beleuchtung eines Ortes definiert buchstäblich seine Umrisse. Eine neue Farbe lässt alles in einem ganz neuen Licht erscheinen.

LEDs gaben uns eine neue Wahl, welche Farbe wir verwenden und wie wir unseren städtischen Himmel neu definieren sollten. Da Städte Städte sind, stützten sie ihre Entscheidung – normalerweise 4.000 K, kalt, bläulich weiß – hauptsächlich auf die Kosten. Das war eine bewusste, bewusste Entscheidung. Dank der Launen des Welthandels hat sich jedoch die Nachtfarbe vieler Städte zufällig verändert. Die Menschen haben das Gefühl, dass ihnen etwas Intimes, etwas Definitives ihrer Stadt weggenommen wurde. Sie suchen also nach Absicht. Vielleicht ist es für einen Urlaub? Vielleicht ist es eine Verschwörung? Es muss etwas bedeuten. Denn wenn nicht, ist das noch beängstigender. Straßenlaternen und Straßenbeleuchtung sind die tiefgreifende Infrastruktur einer Stadt. Wenn sie auf so seltsame und unerwartete Weise kaputt gehen können, kann das auch alles andere.

Adam Rogers ist leitender Korrespondent bei Insider.

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