¿Sabías? – Iluminación LED

¿Sabías? – Iluminación LED

¿Qué es un LED?

Hoy en día estamos tan acostumbrados y familiarizados con este término que parece como si formara parte de nuestro vocabulario desde siempre. Pero en realidad, se trata de un acrónimo de tres palabras inglesas: Light Emitting Diode, que traducido al español sería “Diodo Emisor de Luz”.

Para tratar de explicarlo de forma sencilla, un LED no es más que un dispositivo electrónico capaz de emitir luz cuando lo atraviesa una corriente eléctrica, en el sentido adecuado.

Descripción de un LEDImagen ejemplo de un LED
El interior de un LED es un pequeño semiconductor encapsulado en un recinto de resina de epoxi. Al contrario que otros sistemas, el LED no tiene filamentos u otras partes mecánicas sujetas a rotura o a fallos por "fundido"; no existe un punto en que dejen de funcionar, sino que su degradación es gradual a lo largo de su vida. Se considera que es aproximadamente a las 50.000 horas cuando su flujo lumínico decae por debajo del 70% del inicial. Eso equivale aproximadamente a unos 6 años en una aplicación de 24 horas diarias, 365 días/año.

Asimismo, por su naturaleza el encendido se produce instantáneamente (<1ms) al 100% de su intensidad, sin parpadeos ni periodos de arranque, independientemente de la temperatura. A diferencia de otros sistemas no se degrada por el número de encendidos.

El LED no contiene mercurio, por lo que no es perjudicial para el medio ambiente, ni emite radiación UV.

El LED no emite calor en la dirección de emisión de la luz, pero sí genera calor en la dirección contraria, por lo que se requiere de un dispositivo disipador que ayude a expulsar ese calor, para que no influya en la duración y funcionamiento del LED y permita alargar o mantener su alto período de vida estimada.

¿Qué elementos forman parte de una luminaria LED?

Una luminaria LED se compone de diferentes elementos:

- El Chip es el primero de ellos. Se trata de la pieza semiconductora capaz de generar luz al aplicarle una corriente eléctrica. El chip se protege del exterior por medio de una carcasa de cristal o de policarbonato de alta resistencia.

- El Driver o fuente de alimentación. El LED no se puede conectar directamente a la corriente eléctrica de 230Vac, sino que precisa de un equipo electrónico o fuente de alimentación, que adapte esa corriente alterna a corriente continua del orden de miliamperios. Del driver o fuente de alimentación depende directamente el aprovechamiento real de la energía eléctrica consumida por el LED.

- La Placa Base. Es el circuito impreso donde se realizan las conexiones de los diferentes componentes electrónicos.

- El Sistema de Disipación de Calor. Aunque el LED no emite calor en la dirección de emisión de la luz, sí genera calor en dirección contraria, que debe ser extraído para poder alargar la vida del chip.

- La Óptica. Conjunto de lentes exteriores que determinan la forma en la que se distribuye la luz.

Grado de eficiencia lumínica de las luminarias LED

Una de las características que pueden decantar la balanza por la iluminación LED es, sin duda, su reducido consumo; pero, ¿se pueden conseguir las eficiencias lumínicas de otras tecnologías con un consumo tan reducido?

La respuesta a esa pregunta es que hoy en día la tecnología LED puede llegar a un rendimiento de 70 a 90lm/W (lúmenes por vatio) o lo que es lo mismo, se puede llegar a obtener un flujo luminoso de 70 a 90 lúmenes (potencia luminosa emitida por la fuente de luz, en este caso la tecnología LED) por cada vatio de potencia consumida y, en algunos casos, incluso más.

Así por ejemplo, en la siguiente tabla se muestra una equivalencia de potencias de fuentes luminosas de diferentes tecnologías, para la consecución de flujos luminosos similares:

Incandescente

Fluorescente compacta

LED

FLUJO LUMINOSO

40 (W)

8 - 12 (W)

4 - 6 (W)

400 - 500 (lm)

60 (W)

13 - 15 (W)

6,5 - 8 (W)

700 - 900 (lm)

75 - 100 (W)

18 - 22 (W)

9 - 11 (W)

1.100 - 1.750 (lm)

100 (W)

23 - 30 (W)

11 - 15 (W)

1.800 (lm)

150 (W)

30 - 55 (W)

15 - 25 (W)

2.750 (lm)

La primera conclusión es que la luminaria LED consume mucha menor potencia para conseguir una potencia luminosa semejante; lo cual redundará en una reducción del consumo energético, alrededor de un 30-50% con respecto a las luces fluorescentes y de un 85-90% con respecto a las incandescentes.

Principales ventajas de la iluminación LED

- Reducción del consumo energético directo en iluminación. Como se ha visto anteriormente, la iluminación LED puede alcanzar ahorros de entre el 30-50% en comparación con luminarias fluorescentes y de entre el 85-90% con respecto a luminarias incandescentes. Esa reducción de consumo puede traducirse en una reducción de la potencia contratada.

- Nula emisión de calor en la dirección de emisión de la luz. Por contra, el calor generado por los componentes electrónicos se expulsa en la dirección contraria, lo cual puede aprovecharse para la reducción del consumo energético en climatización, porque se puede evitar el sobrecalentamiento del área a iluminar, por ejemplo aprovechando los falsos techos para la expulsión del calor disipado por los componentes electrónicos de las luminarias LED.

- Gran vida útil, en torno a 50.000 horas, lo que favorece la reducción de los costes de mantenimiento (consumibles y horas de trabajo).

- Alto grado de eficiencia lumínica. Como se ha visto más arriba, se logran flujos luminosos bastante elevados por vatio de potencia consumida, de 70 a 90 lm/W.

- Inapreciable tiempo de encendido (del orden de milisegundos para alcanzar el 100% de intensidad), frente a los varios segundos de una lámpara de bajo consumo.

- Sin parpadeos ni períodos de arranque, como puede ocurrir en las lámparas fluorescentes y de vapor de mercurio o de sodio.

- Amplia graduación del color de la luz:

  • Blanco frío (>5000K): tono de luz blanca fuerte que tira hacia el azulado. Es muy característica de los fluorescentes.

  • Blanco natural (3800 – 4500K): tono de luz neutral, totalmente blanca, parecida a la luz de día.

  • Blanco cálido (2700 – 3500K): tono de luz tirando hacia el amarillo, característico de los halógenos.

  • RGB (red, green, blue – rojo, verde, azul): el propio LED es el que cambia de color sin necesidad de utilizar filtros.

- Alto índice de reproducción cromática (CRI). Se trata de la medida de la capacidad que una fuente luminosa tiene para reproducir fielmente los colores de varios objetos, en comparación con una fuente de luz natural o ideal. El mejor índice es el de las luces halógenas y las incandescentes, que es 100, pero hoy en día la tecnología LED llega a valores CRI de 80 y en algunos casos puede llegar hasta 95.

- Razonable factor de potencia. El factor de potencia (en adelante FP) es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica consumida que se ha transformado en energía lumínica. Lo ideal sería un FP=1, pues el 100% de la energía eléctrica consumida se transformaría en luz; pero eso no es lo que ocurre en la realidad, porque hay que considerar que, en el caso de la iluminación LED, el driver consume cierta energía eléctrica para proporcionar al LED la corriente continua que necesita, aparte de que hay una pequeña cantidad que se disipa en forma de calor (en luminarias incandescentes el 85% de la energía consumida se pierde en forma de calor y sólo un 15% se transforma en luz). Así pues, dependiendo de la calidad de la electrónica de la luminaria LED, se pueden encontrar en el mercado luminarias con valores del factor de potencia que pueden ir desde FP>0,5 a FP>0,95. Lo recomendable es que el FP de la luminaria sea lo más próximo a 1, pero no siempre es posible, principalmente cuando existan restricciones de espacio para la ubicación de los drivers, como por ejemplo en las bombillas de rosca E14, donde los valores suelen ser de FP>0,60.

- Posibilidad de regulación de la iluminación LED con un sistema de gestión activa, utilizando cualquiera de las diferentes tecnologías de regulación disponibles para la iluminación LED, como podrían ser: regulación 0-10V, DALI, DMX, por fase.