El futuro de la iluminación. La iluminación a base de Leds

En el siguiente en articulo se trataran brevemente sobre las nuevas tendencias de la iluminación, las características primordiales de los leds, que son, su rendimiento con respecto a la iluminación tradicional y las diferentes aplicaciones de dichos diodos.

Abstract- In the following one in I articulate treated briefly on the new tendencies of the illumination, the fundamental characteristics of leds, that are, their yield with respect to the traditional illumination and the different applications from these diodes.

Introducción

En la actualidad varios científicos y catedráticos de diferentes centros de investigación alrededor del mundo, preocupados por los efectos de los cambios climáticos, se han visto en realizar pruebas y avances tecnológicos en todo lo que concierne a la iluminación, sea esta pública, domiciliaria, decorativa, etc. Como resultados de estas investigaciones tenemos los llamados módulos de iluminación LED potentes y de bajo costo que puedan ser usados en grandes recintos y en vías públicas.

Los sistemas de iluminación por Leds tienen el potencial de reducir el consumo de energía entre un 25 y un 50 por ciento, dependiendo de la aplicación. La tecnología de los Leds conquistó el sector de los displays de aparatos electrónicos a partir de los años setenta, pero ahora estamos al inicio de una nueva revolución, con cada vez más Leds siendo usados en semáforos y en luces de automóviles.Mientras que las lámparas de vapor de sodio de alta presión, de uso común en el alumbrado público de gran parte de nuestro país, brinda una eficiencia de 85 lumens por vatio, la tecnología LED va camino de superar los 150 lumens por vatio y esta última cifra se está incrementando a medida que se progresa en el desarrollo de semiconductores. Por otra parte, el mercurio utilizado en sistemas más antiguos de alumbrado implica peligros medioambientales.Al mismo tiempo que se disminuye el consumo de energía y los costos generales de operación, la iluminación por Leds en las calles tiene el potencial, según los investigadores, de reducir la contaminación lumínica hasta el punto de que el resplandor que emana de las grandes ciudades propagándose hasta vastas distancias, será cosa del pasado. Gracias a su mayor longevidad, los Leds de farolas y semáforos necesitarán ser reemplazados con menos frecuencia, lo que potencialmente disminuirá los problemas de tráfico y las facturas de las entidades públicas locales.La longevidad del módulo de Leds propuesto supera las 50.000 horas si se utiliza para el alumbrado callejero, aproximadamente 4 veces más que la iluminación pública convencional.

¿Que es un LED?

Es un dispositivo electrónico semiconductor (diodo), que emite luz cuando se le aplica una tensión eléctrica. Sus siglas provienen de la frase inglesa Light-Emitting Diode.

El LED al ser semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia.

El color (longitud de onda), depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo.

A fines de los años 90, ciertos desarrollos han llevado a la creación de Leds de luz azul y de luz blanca, indispensables para el uso en iluminación general y pública. Últimamente, se han generado avances en la obtención de Leds de muy alta luminosidad, llegando a sobrepasar a las lámparas halógenas en su relación luminosidad-potencia, con un menor consumo de energía y una mayor vida útil.

Funcionamiento del led

El funcionamiento consiste en que, en los materiales semiconductores, un electrón al pasar de la banda de conducción a la de valencia, pierde energía; esta energía perdida se puede manifestar en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria. El que esa energía se manifieste en (calor por ejemplo) va a depender principalmente del tipo de material semiconductor. Cuando Al polarizar directamente un diodo LED conseguimos que por la unión PN sean inyectados huecos en el material tipo N y electrones en el material tipo P; de manera que los huecos de la zona p se mueven hacia la zona n y los electrones de la zona n hacia la zona p, produciéndose por consiguiente, una inyección de portadores minoritarios.

En la fig. 1. se muestra la polarización directa de un diodo y su funcionamiento físico.

Fig. 1. Diodo emisor de luz con la unión polarizada en sentido directo