.:LUCES LEDS
Las lámparas LED son una fuente de luz que está sustituyendo a las lámparas usuales de incandescencia1.Incluso son preferibles a las lámparas halógenas y a las fluorescentes compactas de bajo consumo. Esto se debe a las siguientes ventajas:
1.- Muy bajo consumo, hasta un 80% menos:
De 80 a 130-150 lúmenes/vatio, frente a valores de 20-25 en las halógenas y 10-12 en las de incandescencia.
Eso hace que una lámpara LED de 10 W dé igual “cantidad de luz”, unos 600-700 lúmenes, que una incandescente o una halógena de 60 W, o una fluorescente de 20 W.
2.- Producen poco calor, de ahí el ahorro de energía.
3.- Una duración muy larga:
30.000-60.000 horas (10-20 años) frente a 1.500 horas de las lámparas de incandescencia, 3.000 de las halógenas o 6.000-9.000 de las fluorescentes compactas.
4.- Para iluminación existen varios tonos de luz, adecuados al uso: Blanco cálido para el hogar, blanco solar para oficinas, blanco frío para exteriores. También se fabrican en diferentes colores, una característica muy útil en decoración y otras aplicaciones.
5.- La respuesta al encendido es instantánea.
6.- Soportan numerosos ciclos de encendido/apagado.
7.- Admiten regulación de luz.
8.- Se fabrican en toda clase de formas: bombillas, paneles, tiras, etc., y con las conexiones habituales: casquillo, bayoneta, patillas, etc., por lo que no hay que hacer cambios en la instalación eléctrica.
9.- Son altamente ecológicas: no contienen mercurio; no hay emisión de luz ultravioleta; su bajo consumo disminuye las emisiones de CO2; su larga duración implica menor gasto de materias primas y menor producción de residuos, reciclables, al final de su vida útil.
10.- Cada vez tienen un precio más bajo, y, además, el menor consumo compensa antes de un año la diferencia de coste; a partir de ese momento, su larga duración las convierte en una fuente de ahorro.
De lo anterior se concluye que las lámparas LED son el futuro de la iluminación en todo sus aspectos: suministro de luz, decoración, indicadores, etc.
Las principales lámparas de descarga empleadas en iluminación exterior son:
a) Las lámparas de vapor de mercurio (VM): Que pueden ser de baja (fluorescentes) o alta presión. Sólo hablaremos de las de alta presión (VMSP):
b) Lámparas de vapor de sodio de baja y alta presión. Hablaremos principalmente de la lámparas de sodio de alta presión (VSAP):
Duración: VIDA MEDIA ÚTIL
Hay varios aspectos básicos que afectan a la duración de las lámparas de descarga:
1.- El primero es la depreciación del flujo. Este se produce por ennegrecimiento de la superficie del tubo donde se va depositando el material emisor de electrones que recubre los electrodos. En aquellas lámparas que usan sustancias fluorescentes otro factor es la perdida gradual de la eficacia de estas sustancias.
2.- El segundo es el deterioro de los componentes de la lámpara que se debe a la degradación de los electrodos por agotamiento del material emisor que los recubre.
3.- Otras causas son un cambio gradual de la composición del gas de relleno y las fugas de gas en lámparas de alta presión.
Los factores externos que más influyen en la duración de la lámpara son:
- La temperatura ambiente: Dependiendo de sus características de construcción (tubo desnudo, ampolla exterior...) se verán más o menos afectadas. Las lámparas de alta presión, por ejemplo, son sensibles a las bajas temperaturas, a las cuales tienen problemas de arranque.
- La influencia del número de encendidos es muy importante para establecer la duración de una lámpara de descarga ya que el deterioro de la sustancia emisora de los electrodos depende en gran medida de este factor.
Aprovechamiento de la Luz: FLUJO LUMINOSO
No toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce sensación luminosa, ni toda la energía que consume, por ejemplo, una bombilla, se convierte en luz. Todo esto se ha de evaluar de alguna manera y para ello definiremos nuevas magnitudes: el flujo luminoso.
- Se define el flujo luminoso como la potencia (W) emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible, es decir, la potencia que se convierte en luz visible. Su símbolo es Φ y su unidad es el lumen (lm).
- A la relación entre vatios (W) y lúmenes se le llama equivalente luminoso de la energía y equivale a:
1 W-luz a 555 nm = 683 lm
- Así, una magnitud empleada es la eficiencia luminosa, que se define como flujo luminoso por vatio consumido y se mide en lúmenes por vatio (lm/W). La eficiencia de las lámparas de vapor de mercurio de alta presión está entre 40-63 lm/W, mientras que las de vapor de sodio de alta presión está entre 70 y 130 lm/W.
Por lo tanto, como muestra el esquema, de la potencia, sólo una parte es luz visible, ya que gran parte se pierde como radiaciones no visibles y calor.
Color de Emisión
El ojo humano no es igual de sensible a todas las longitudes de onda que forman la luz diurna. De hecho, tiene su máximo para un valor de 555 nm que corresponde a un tono amarillo verdoso. A medida que nos alejamos del máximo hacia los extremos del espectro (rojo y violeta) la sensibilidad va disminuyendo. Es por ello que las señales de peligro y advertencia, la iluminación de emergencia o las luces antiniebla son de color amarillo.
Tradicionalmente distinguimos entre colores fríos y cálidos. Los primeros son los violetas, azules y verdes oscuros. Dan la impresión de frescor, tristeza, recogimiento y reducción del espacio. Por contra, los segundos, amarillos, naranjas, rojos y verdes claros, producen sensaciones de alegría, ambiente estimulante y acogedor y de amplitud de espacio.
Para que la reproducción del color sea buena y su rendimiento en color también, se pueden hace varias cosas:
- Aumentar la presión del gas
- Otra solución es añadir sustancias sólidas al gas, que al vaporizarse emitan radiaciones monocromáticas complementarias.
- Por último, podemos recubrir la pared interna del tubo con una sustancias fluorescente que conviertan los rayos ultravioletas en radiaciones visibles.
a) Lámparas de Vapor de Mercurio de Alta Presión
A medida que aumentamos la presión del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiación ultravioleta característica de la lámpara a baja presión pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible.
En estas condiciones la luz emitida, de color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para resolver este problema se acostumbra a añadir sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las características cromáticas de la lámpara. La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K. La vida útil, teniendo en cuenta la depreciación se establece en unas 8000 horas. La eficacia oscila entre 40 y 60 lm/W y aumenta con la potencia, aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia añadiendo un recubrimiento de polvos fluorescentes que conviertan la luz ultravioleta en visible.
b) Lámparas de Vapor de Sodio de Alta Presión
Las lámparas de vapor de sodio a alta presión tienen una distribución espectral que abarca casi todo el espectro visible proporcionando una luz anaranjada mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión.
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las lámparas a baja presión. No obstante, esto se consigue a base de sacrificar eficacia; aunque su valor, que ronda los 130 lm/W, sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de lámparas.
La vida media de este tipo de lámparas ronda las 20.000 horas y su vida útil entre 8.000 y 12.000 horas. Entre las causas que limitan la duración de la lámpara, además de mencionar la depreciación del flujo, tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento.
Ventaja de las Lámparas LED
En comparación con lo expuesto, las lámparas LED tienen una serie de ventajas respecto a las de mercurio (VMAP) y sodio de alta presión (VSAP):
1- Muy bajo consumo, hasta un 80% menos.
2- Producen muy poco calor.
3- Tienen una duración muy larga (vida media eficiente muy larga).
4- Soportan numerosos ciclos de encendido/apagado.
5- La respuesta al encendido es instantánea.
6- Pueden producir cualquier tono de luz, adecuado al uso.
7- Son altamente ecológicas (sin sustancias contaminantes y 100% reciclables).
Las lámparas LED tienen una vida media útil mucho mayor que las de mercurio (VMAP) y sodio de alta presión (VSAP):
Las lámparas LED tienen un flujo luminoso mayor que las de mercurio (VMAP) y sodio de alta presión (VSAP):
Ventajas de las Lámparas LED: TONOS DE LUZ
En las lámparas LED existen tonos de luz adecuados a cada uso:
a) Blanco
- Blanco cálido (2700-3000K) para el hogar. Parecidas a las lámparas SVAP.
- Blanco natural (4000K) para oficinas.
- Blanco frío (6000K) para exteriores. Semejante a las lámparas de VMAP.
b) Diferentes colores: Muy útil en decoración y otras aplicaciones.
Ventajas de las Lámparas LED: ECOLOGÍA
a) No contienen mercurio
b) No hay emisión de luz ultravioleta
c) Su bajo consumo disminuye las emisiones de CO2
d) Su larga duración implica menor gasto de materias primas y menor producción de residuos
e) Totalmente reciclables al final de su vida útil
1 Las lámparas de incandescencia habrán de desaparecer en pocos años por normativa de la Unión Europea.