NeoFronteras

Nuevas tecnologías en iluminación

Área: Tecnología — martes, 15 de abril de 2008

Las mejoras en tecnología LED y de plasma podrían jubilar pronto a las bombillas incandescentes y de fluorescentes.

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Las tradicionales bombillas incandescentes son muy poco efectivas, gran parte de la energía introducida en el sistema no es convertida en luz. Aunque últimamente se esta incrementando el uso de bombillas de bajo consumo, que son tubos fluorescentes enrollados sobre sí mismos. Éstos son más efectivos que las bombillas incandescentes y su uso ayuda a reducir el consumo de energía eléctrica y por tanto a disminuir el efecto invernadero al arrojarse menos dióxido de carbono a la atmósfera.
Lamentablemente no hay nada perfecto en este mundo y el aura ecológica de estas bombillas fluorescentes desaparece en el momento en que nos damos cuenta de que están rellenas de vapor de mercurio, un metal pesado muy tóxico. Si su uso se generalizara habría que implementar una cadena de reciclado para su recuperación. Millones de personas usando este tipo de bombillas y arrojándolas una vez usadas a la basura es un lujo que no nos podemos permitir.
Un sistema tan efectivo o más que estos tubos fluorescentes son las bombillas de sodio a baja presión que, aunque dan una luz monocroma, pueden utilizarse en la vía pública o en las carreteras. Rinden hasta 140 lumens o más por vatio. Además minimizan la contaminación luminosa. Aunque no las podamos utilizar dentro de las casas, es una pena que las administraciones se hayan olvidado de ellas en exteriores.
Sin embargo, hay esperanzas de poder conseguir un sistema de iluminación perfecto dentro de poco. La primera solución sería el uso de diodos emisores de luz o LED. Ya se utilizan en los semáforos o en los automóviles. Son sistemas muy efectivos, pero los mejores en cuestión de eficiencia son LED que dan luz de un sólo color. Incluso los LED blancos existentes proporcionan una luz de tono azulado que es desagradable para la gente y son poco efectivos.
Esto podría cambiar gracias a un desarrollo reciente. Un grupo de investigadores turcos ha experimentado con nanocristales dispuestos en dos capas alrededor de un LED azul. La primera capa es de seleniuro de cadmio y la segunda de sulfuro de zinc.
Los nanocristales absorben parte de la luz azul y emiten luz roja y verde que en combinación con parte de la luz original proporciona una suave luz blanca neutra. La combinación de distinta cantidad de nanocristales de diversos tipos proporcionaría además un espectro a la carta para así ajustarse a los gustos de los consumidores.
El dispositivo final produce unos 300 lúmenes de luz por vatio consumido que en comparación con los 30 ó 60 de los LED blancos actuales es una sensible mejora. Este LED es de momento experimental y no será fácil desarrollar la tecnología para hacer los recubrimientos con nanocristales, pero es de imaginar que se consiga en un futuro cercano.
La otra tecnología que quizás se imponga es la de plasma. La empresa californiana Luxim afirma haber logrado un sistema que proporciona un espectro igual al del Sol con una eficiencia muy alta. Según los datos de la empresa su sistema es 10 veces más efectivo que las bombillas tradicionales y el doble mejor que los LED comerciales, proporcionando 140 lúmenes por vatio.

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La ampolla, de tamaño minúsculo, en el que está basado este sistema tiene una vida de 20.000 horas y suministra más de 30.000 lúmenes (ver vídeo) de potencia luminosa (¡sólo una de ellas!), algo que un LED, comercial o experimental, es incapaz de proporcionar.
El nuevo sistema, que está listo para su comercialización, se basa en una ampolla de vidrio rellena de argón y otra sustancia que llaman “puck” y que parecer ser una halogenuro metálico. Una señal de radiofrecuencia excita, sin necesidad de electrodos o conectores eléctricos de ningún tipo, el contenido de la ampolla que se trasforma, según la empresa, en una plasma a 6000 grados kelvin (la misma temperatura que la superficie del Sol) que genera una intensa luz blanca.
La empresa desarrolló en principio este sistema para iluminar sistemas de proyección, pero ya está pensando en comercializarlo para luces en la vía pública y quizás para otros usos.

Fuentes y referencias:
Applied Physics Letters (DOI:10.1063/1.2833693)
Luxim.
Vídeo.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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7 Comentarios

  1. José Moya:

    Al principio, vuestro artículo me recordó a otro que leí en Quo hace unos meses. Hasta que vi que ampliabais la información sobre el plasma.
    Si el producto del que habláis es el luxim 4000, tened en cuenta que el boletín de características técnicas indica que está diseñado para utilizarse con un ventilador (como las lámparas de proyector) y para estar montado en posición horizontal.
    En todo caso, parece un invento muy interesante.

  2. NeoFronteras:

    Como se puede ver en el vídeo el sistema es bastante armatoste, pero quizás consigan reducir su tamaño.
    Por cierto, entre las fuentes empleadas en esta web nunca ha estado Quo.

  3. Emilio:

    Hola,
    Creo que NO es un armatoste, en el vídeo están comparando dos “farolas” con distinta “bombilla”. Esa bombilla es el corazón del invento y cabe, por lo que veo, en la palma de la mano…

    De hecho, si se ve:
    http://www.lifi.com/pdfs/ProductBulletinLIFI4000U.pdf

    se puede ver que esas bombillas están integradas ya dentro de proyectores “comerciales”.

    ¿Qué pensáis?

  4. NeoFronteras:

    En estos pdf se pueden ver más detalles técnicos:

    http://www.lifi.com/pdfs/ID+REV+Gilliard-pgs.pdf
    http://www.lifi.com/pdfs/TechBriefHowLIFIWorks.pdf

    Al parecer la compañía lleva un tiempo desarrollando y vendiendo esta tecnología. Es de suponer que sus últimos prototipos son los mejores en cuanto a rendimiento.
    El hecho de necesitar un sistema de radiofrecuencia y de ventilación complica el sistema. Otra pega puede ser el retraso en el encendido, y la emisión ultravioleta que no es útil para iluminación y sí es perjudicial para el ser humano (solucionable con un filtro).

    Las que pretenden usar para iluminación serían de este estilo:

    http://www.lifi.com/pdfs/ProductBulletinLIFI-ENT-30-01.pdf

  5. Jose Piñeiro:

    Siempre me ha asombrado el baile de cifras de la que hacen gala los fabricantes. Todos aseguran que su nuevo “Emilisor ondulatorio” es 5 veces mas eficaz que una bombilla y, por si fuera poco, van a mejorarlo en breve. Se olvidan de lo importante: ¿Que que tipo de bombilla?
    Lo mismo aprecio en este artículo. Los lumens por vatio que aparecen en la foto no se corresponden con los del texto (supongo que fuentes distintas) y de nuevo aparece como referencia una bombilla (suponemos que la menos eficaz).
    En cuanto a eficacia y duración parece que los fluorescentes T-8 se llevan la palma. Dan un 80-90 lumens por vatio, son de sencilla instalación y actualmente se fabrican sin mercurio.
    Los compactos tienen un eficiencia similar, duran diez veces mas que la bombilla tradicional y los encuentras desde 4 euros. No tenéis disculpa para no ponerlos en casa.

  6. NeoFronteras:

    Las cifras de la foto y del texto coinciden, pero son las dadas por el fabricante Luxim en ambos casos. Es de suponer que hacen la comparación con una bombilla normal y un LED blanco de bajo rendimiento. Y naturalmente siempre el fabricante se hace publicidad en estos casos. ¿Contabiliza los inútiles y dañinos UV como parte del rendimiento anunciado? Sólo el fabricante lo sabe. Algunas afirmaciones del fabricante son difíciles de creer de todos modos, como por ejemplo la temperatura del plasma.
    En todo caso esa empresa no subvenciona esta web de ninguna manera.
    El primer resultado sobre LED está publicado en una revista científica y es más riguroso en todos los sentidos. Su rendimiento está por encima de los LED blancos al uso.
    En cuanto al vapor de mercurio es el típico gas utilizado en fluorescentes. Según las referencias consultadas el T-8 contiene mercurio, aunque en baja cantidad. Obviamente toda tecnología es mejorable.
    Se ha añadido el rendimiento de las lámparas de sodio de baja presión como comparación.

  7. lucas:

    Es un tema muy interesante este de los LEDs. Hay que seguirlo constantemente o te pierdes con tanto avance.
    ¿Tenéis alguna otra web con información sobre LEDs?
    Gracias

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