Los diodos luminosos quizá sean lo más diferente que hayamos visto nunca de la luminotecnia convencional, no sólo por su aspecto, sino también por su rendimiento y sus aplicaciones. Es más, si hace cinco años nos hubieran dado una lámpara Lumileds Luxeon.
Avances en diodos
Las lámparas de semiconductores aparecieron en los años sesenta, pero durante los primeros treinta años, y debido a su insignificante flujo luminoso y a que sólo ofrecían los colores rojo, amarillo y verde, su empleo se limitaba a los diminutos indicadores de los paneles de los equipos electrónicos. La segunda era de la tecnología LED comenzó con el avance que supuso en 1990 la introducción del primer dispositivo azul. A partir de entonces la gente reaccionó y se empezó a tomar más en serio esta tecnología, ya que mezclando su luz con un semiconductor rojo y otro verde se podía crear por primera vez luz blanca. Hoy en día los diodos blancos todavía emplean este chip azul, pero en el resto de los colores ahora interviene un recubrimiento de fósforo que rellena algunos huecos del espectro para dar una apariencia general de blanco.
Pero es sin duda la tercera era de la tecnología LED la que ha provocado su presencia masiva en el mercado actual, y la que continuará extendiéndolos en el futuro. Esta claro que la cuestión clave es el flujo luminoso, la cantidad total de luz creada por cada unidad. Cuando se produjo este avance, la industria de los semiconductores empezaba a amenazar a la industria de las lámparas y, como suele ocurrir, la dura competencia a que dio lugar aceleró enormemente el progreso tecnológico. Así se ha creado la situación idónea para el usuario final, ya que de los laboratorios de investigación surgen a una velocidad nueva hasta ahora productos cada vez más deslumbrantes y, por supuesto, a precios más asequibles.
Flujo luminoso
Ahora a los diodos luminosos por fin les ha llegado la hora de invadir el territorio de las lámparas incandescentes en miniatura, y de hecho esta última tecnología tiene los días contados en muchas aplicaciones. Ya se puede colocar una serie de tres dispositivos Luxeon blancos en la base de una lámpara halógena de expositor MR16 de 20 W y prácticamente alcanzar la misma intensidad máxima, aunque está por verse si las propiedades cromáticas son adecuadas a este tipo de aplicaciones. En los casos en que resulte aceptable una línea larga de diodos, su flujo luminoso será equivalente al de los tubos de cátodo frío de estilo "neón". El continuo aumento del flujo luminoso hará que cada vez se necesiten menos unidades LED para generar un determinado nivel, y las lámparas de mayor potencia podrán llegar a verse amenazadas.
Pero este artículo no trata únicamente sobre cómo los semiconductores pueden desbancar a los filamentos o al arco voltaico en su mismo terreno. Lo más interesante es ver cómo están abriendo nuevos campos de aplicación. Al comenzar la era de los LED de alto flujo, inmediatamente se especuló con que podrían dejar obsoletas a las lámparas convencionales en diez o veinte años.
Ahora bien, no hay que olvidar que lo mismo se dijo de los tubos fluorescentes, de las lámparas de halogenuros metálicos y de otras muchas fuentes luminosas cuando comenzaron a utilizarse. En todos los casos anteriores, los pronósticos no se han cumplido por exceso de optimismo en la velocidad de implantación. Por supuesto que habrá una cierta penetración en las aplicaciones existentes, pero la historia nos demuestra que la creación de cada nueva fuente luminosa, todas tan significativas en todos los aspectos como son los LED en su campo, provoca únicamente un ligero desbancamiento de las lámparas anteriores y sirve sobre todo para la creación de nuevas aplicaciones. Esto nos lleva al tema de qué se puede hacer con los diodos que no se pueda conseguir con ninguna otra lámpara, y cómo están surgiendo nuevas aplicaciones en torno a su uso. Analizaremos la iluminación dinámica de color, los sistemas sellados de por vida y lo último en posibilidades de diseño para una iluminación discreta.
Color y mezclas de color
Al hablar de diodos lumin
osos, normalmente en lo primero que se piensa es en la luz de color. La iluminación con color se practica desde hace un siglo, pero hasta la llegada de los diodos no existía ninguna fuente luminosa de pequeño tamaño que produjera luz de color de forma natural: todas ellas requerían el uso de filtros, con la consiguiente falta de eficiencia y encarecimiento de los sistemas. Está claro que se pueden producir varios tonos con determinadas lámparas de descarga de alta intensidad, o con grandes longitudes de tubo de cátodo frío, pero los colores resultantes son más débiles y el flujo luminoso demasiado alto. Los diodos luminosos son unos excepcionales generadores de luz de color y, dado que su flujo es prácticamente monocromo, los colores tienen una riqueza y una saturación insuperables. La lámpara de semiconductores es el nuevo juguete de los diseñadores de iluminación, ya que se puede instalar con total libertad siempre que se desee acentuar una zona determinada salpicándola con un color intenso. Hoy en día, los modernos controles electrónicos, en especial desde la introducción de la Interfaz Digital de Alumbrado Direccionable, hacen que resulte más fácil que nunca emplear varios diodos para cambiar el color de un proyecto. Esta capacidad de color dinámico, unida a las dimensiones reducidas y al excelente control del haz, ha dado lugar a unos sorprendentes efectos de iluminación de acento en el sector de tiendas.
Sellados de por vida
En todos los sistemas de iluminación, los costes de mantenimiento equivalen a varias veces el gasto inicial de instalación y suponen el coste de reposición de las lámparas más el tiempo y el equipamiento necesarios para sustituirlas. Las luminarias deben prestar atención a esta cuestión, y un criterio fundamental en su diseño ha de ser que la unidad se abra fácilmente para poder cambiar las lámparas. Como es natural, el coste del equipo se incrementa al añadir piezas móviles o incluir un portalámparas, que a menudo es caro y requiere un espacio adicional. Sin embargo, la mayoría de los sistemas LED tienen una vida útil superior a las 50.000 horas (más de 5 años de funcionamiento continuo), y con ellos todos los requisitos anteriores son innecesarios. Su excepcional durabilidad ha dado lugar a unos diseños muy creativos, con diodos ubicados en lugares totalmente inaccesibles que antes eran sencillamente imposibles de iluminar.
La baja tensión, el funcionamiento en frío y el carácter totalmente hermético de las lámparas de semiconductores las convierten en la opción perfecta para iluminar exteriores con luminarias sencillas. El alumbrado de jardines residenciales es un mercado de gran valor y tremendo potencial, en el que los diodos luminosos también están comenzando a demostrar sus posibilidades. La penetrante luz verde de un solo proyector intensivo permite realzar un pequeño arbusto con un colorido de lo más intenso, y colocando discretos puntos de luz de color se puede hacer que cobren vida durante la noche otros elementos destacados del jardín que de otro modo no serían visibles.
En todos los sistemas de iluminación, los costes de mantenimiento equivalen a varias veces el gasto inicial de instalación y suponen el coste de reposición de las lámparas más el tiempo y el equipamiento necesarios para sustituirlas. Las luminarias deben prestar atención a esta cuestión, y un criterio fundamental en su diseño ha de ser que la unidad se abra fácilmente para poder cambiar las lámparas. Como es natural, el coste del equipo se incrementa al añadir piezas móviles o incluir un portalámparas, que a menudo es caro y requiere un espacio adicional. Sin embargo, la mayoría de los sistemas LED tienen una vida útil superior a las 50.000 horas (más de 5 años de funcionamiento continuo), y con ellos todos los requisitos anteriores son innecesarios. Su excepcional durabilidad ha dado lugar a unos diseños muy creativos, con diodos ubicados en lugares totalmente inaccesibles que antes eran sencillamente imposibles de iluminar.
La baja tensión, el funcionamiento en frío y el carácter totalmente hermético de las lámparas de semiconductores las convierten en la opción perfecta para iluminar exteriores con luminarias sencillas. El alumbrado de jardines residenciales es un mercado de gran valor y tremendo potencial, en el que los diodos luminosos también están comenzando a demostrar sus posibilidades. La penetrante luz verde de un solo proyector intensivo permite realzar un pequeño arbusto con un colorido de lo más intenso, y colocando discretos puntos de luz de color se puede hacer que cobren vida durante la noche otros elementos destacados del jardín que de otro modo no serían visibles.
Posibilidades de diseño únicas
Aunque ya existen productos para reemplazar determinadas lámparas por diodos luminosos, debemos centrarnos en soluciones más creativas. Los diodos son unas fuentes luminosas radicalmente distintas y no hace falta crear productos que se parezcan a las luminarias ya conocidas. El planteamiento tradicional ha sido siempre partir de una lámpara y construir una luminaria alrededor, y de ahí que la apariencia final de la unidad dependa en gran medida de la lámpara utilizada. Sin embargo, las compactas dimensiones de los diodos luminosos, su precisión en el control del haz, su baja temperatura y su prolongada vida útil hacen irrelevantes muchas de las limitaciones anteriores. Algunos de los recientes sistemas de más éxito nacen como concepto orientado a que la luminaria resulte lo más atractiva posible, para después, trabajando en el sentido contrario al habitual, integrar en ella los puntos de luz. Un buen ejemplo es el empotrable de cristal suspendido que aparece en la foto, que más que una luminaria, parece una obra de arte. Ideal para iluminar cualquier superficie plana, la mesa de una sala de juntas, por ejemplo, es una luminaria totalmente discreta cuyos puntos de luz producen un increíble efecto de luz estelar.
Aunque ya existen productos para reemplazar determinadas lámparas por diodos luminosos, debemos centrarnos en soluciones más creativas. Los diodos son unas fuentes luminosas radicalmente distintas y no hace falta crear productos que se parezcan a las luminarias ya conocidas. El planteamiento tradicional ha sido siempre partir de una lámpara y construir una luminaria alrededor, y de ahí que la apariencia final de la unidad dependa en gran medida de la lámpara utilizada. Sin embargo, las compactas dimensiones de los diodos luminosos, su precisión en el control del haz, su baja temperatura y su prolongada vida útil hacen irrelevantes muchas de las limitaciones anteriores. Algunos de los recientes sistemas de más éxito nacen como concepto orientado a que la luminaria resulte lo más atractiva posible, para después, trabajando en el sentido contrario al habitual, integrar en ella los puntos de luz. Un buen ejemplo es el empotrable de cristal suspendido que aparece en la foto, que más que una luminaria, parece una obra de arte. Ideal para iluminar cualquier superficie plana, la mesa de una sala de juntas, por ejemplo, es una luminaria totalmente discreta cuyos puntos de luz producen un increíble efecto de luz estelar.
Los detractores de los sistemas LED tienden a insistir en el flujo luminoso máximo actual, que por supuesto es bastante bajo en comparación con el de otras lámparas de alumbrado general. Sin embargo, lejos de ser un obstáculo, es en realidad la clave de su éxito en las aplicaciones más innovadoras. Lo que los diodos luminosos están haciendo para cambiar el mundo actual de la iluminación es similar a cuando hace 125 años, hombres como Thomas Edison y Sir Joseph Swan consiguieron "descomponer la luz" para que el resplandor del arco de carbono se pudiera dividir en unidades más pequeñas de uso en interiores.
Dado el reducido tamaño y la precisión en el control del haz de cada unidad de flujo luminoso, qué mejor opción que disponer de unos pequeños elementos modulares de luz como éstos. Combinando los diodos de forma creativa, se puede construir una fuente luminosa con todo tipo de formas, cantidad de flujo, colores y distribución de la luz.
Aparte de la evidente necesidad de reducir los costes, ¿qué más pueden pedir los diseñadores de iluminación? En resumen, las luminarias LED son más pequeñas, más baratas y permiten diseños mucho más atractivos y discretos de lo habitual. Una luminaria más pequeña cabe en cualquier parte, con lo que las fuentes luminosas pueden ser más discretas: por ejemplo, se puede instalar iluminación indirecta totalmente oculta alojando diodos detrás de unas unidades de cornisa. Esta tendencia a la miniaturización es uno de los puntos fuertes de los diodos luminosos y garantía de mercado en el sector. Queda por ver si el precio de esta tecnología puede bajar lo suficiente y si la calidad de su luz blanca puede aumentar hasta hacer que el resto de las lámparas quede auténticamente obsoleto. Aunque no fuera así, las diminutas luminarias que se pueden fabricar en torno a los diodos luminosos en miniatura y sellados de por vida se venderán como nuevas aplicaciones independientemente de su elevado coste de instalación, ya que a la larga compensan.
En consecuencia, no creemos que las lámparas halógenas vayan a desaparecer de la noche a la mañana, aunque sí esperamos ver su luz aumentada significativamente mediante diodos luminosos en nuevas aplicaciones como ésta.
En consecuencia, no creemos que las lámparas halógenas vayan a desaparecer de la noche a la mañana, aunque sí esperamos ver su luz aumentada significativamente mediante diodos luminosos en nuevas aplicaciones como ésta.
Posibilidades de futuro
Respecto a las nuevas aplicaciones que surgirán en el futuro, dependerá totalmente de nuestro ingenio a la hora de aprender a utilizar estos nuevos y diminutos paquetes de luz, de lo que avance la calidad de esta tecnología y, por supuesto, de las tendencias en los precios. De todas formas, la ausencia total de mantenimiento siempre permitirá invertir relativamente más en un principio que con las lámparas convencionales.
Respecto a las nuevas aplicaciones que surgirán en el futuro, dependerá totalmente de nuestro ingenio a la hora de aprender a utilizar estos nuevos y diminutos paquetes de luz, de lo que avance la calidad de esta tecnología y, por supuesto, de las tendencias en los precios. De todas formas, la ausencia total de mantenimiento siempre permitirá invertir relativamente más en un principio que con las lámparas convencionales.
Quizá el tema de la luz blanca dependa sobre todo de los futuros avances en la tecnología. Los actuales diodos blancos son más parecidos a las lámparas fluorescentes de lo que creemos, ya que funcionan mediante un fósforo fluorescente que transforma en blanco la luz de un chip azul.
La reproducción cromática es adecuada, pero la temperatura de color sigue siendo alta. Aun así, igual que con la tecnología de fluorescentes, se esperan avances con los que mejorar las propiedades de color. De momento, Lumileds y la empresa japonesa Nichia Chemical Corporation están lanzando al mercado unos diodos luminosos blancos de alto flujo de 3000 K.Este tipo de desarrollos sin duda ampliará los horizontes del alumbrado LED, y posiblemente hasta el sector del alumbrado residencial , donde una temperatura de color baja puede crear un ambiente fundamental para conquistar este segmento del mercado.
Fuente: http://www.voltimum.es/news/274/s/Nuevas-posibilidades-Innovaci-n-con-LED.html
EES
Bloq http://dika-organicsemiconductors.blogspot.com/2010/03/semiconductores-organicos.html
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