LEDs (diodos emisores de luz) son dispositivos luminosos de estado sólido que producen luz cuando se aplica una tensión directa. Un LED consiste en un diodo semiconductor empaquetado en epoxi transparente o gel de sílice. El diodo contiene dos materiales ligeramente diferentes: un semiconductor tipo P y un semiconductor tipo N. El semiconductor tipo P tiene huecos creados por la falta de electrones lo que crea una carga positiva.
Por el contrario, el semiconductor tipo N tiene un exceso de electrones lo que produce una carga negativa. Los semiconductores tipo N y tipo P están situados en contacto directo en el diodo y la región donde se encuentran se conoce como la unión PN. Cuando una corriente eléctrica circula a través del dispositivo, los electrones se desplazan hacia la región P y los agujeros hacia la región N.
Cerca de la unión PN, electrones y huecos se combinan y los electrones desprenden la energía extra adquirida gracias a la corriente eléctrica. Esta energía es liberada en forma de un fotón, la unidad básica de luz. De esta manera un LED emite luz visible. La energía de los fotones corresponde al color de la luz emitida. En el espectro de luz visible, la luz azul y violeta se obtienen de las mayores emisiones de luz mientras que la roja y amarilla de las menores.
Al utilizar materiales con diferentes bandas prohibidas, los ingenieros pueden alterar la emisión de energía y consecuentemente el color de la luz producida por un LED. Las bombillas LEDs usan una placa base real para operar y están hechas de componentes electrónicos. Básicamente, podrían ser considerados dispositivos electrónicos. Esta tecnología avanza con rapidez ante el desarrollo de nuevos materiales.
La demanda de productos de iluminación con esta nueva tecnología esta aumentado día a día, y veremos reducir los costes a medida que se incremente la producción de LEDs.
En el año 1962 fue creado el primer dispositivo LED. Su creador fue Nick Holonyak, uno de los ingenieros de General Electric. Sin embargo, este tipo de dispositivo no goza de una gran popularidad hasta hace solo unos años atrás, cuando el científico japonés, Shuji Nakamura descubre, en 1993, una fórmula más económica para crear luz azul utilizando Nitruro de Galio y Nitruro de Indio.
La importancia de este descubrimiento radica en que la fabricación de luz roja y verde, a pesar de ser fácil y barata, no bastaba para la creación de la necesaria luz blanca que utilizamos para, por ejemplo, poder ver la pantalla del ordenador. Para la fabricación de luz blanca es necesario mezclar partes iguales de luz roja, verde y azul.
De este modo, si nos acercamos a la pantalla y observamos con mucho detalle, veremos que ésta se encuentra formada por miles y diminutos puntos de estos tres colores. Como se dijo anteriormente, los dispositivos LED pueden emitir luz de una amplia gama de colores, sin embargo, aquellos que emiten luz infrarroja, son denominados IRED (Infra Red Emitting Diode).
Estos dispositivos son ampliamente utilizados en aparatos de uso cotidiano de nuestros hogares, como por ejemplo en equipos de sonido y todo tipo de controles remotos.
Baja emisión de calor, mínima radiación de infrarrojos o ultravioletas, fuentes de luz de baja temperatura, mucho más frías en el contacto, mejorando el confort en las estancias donde se instala y el ahorro en sistemas de acondicionamiento térmico.
| CARACTERÍSTICA | TRADICIONAL | LED |
|---|---|---|
| Ruido/Parpadeo | Sí | No |
| Duración (horas) | 2.000 – 15.000 | 50.000 |
| Duración (años) | 1 – 2 | 5 |
| Reducción CO2 | No | Sí |
| Mercurio / Fósforo | Sí | No |
| Radiación /UV /IR | Sí | No |
| CARACTERÍSTICA | TECNOLOGÍA | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| LED | INDUCCIÓN | HALOGENURO METÁLICO | VAPOR DE SODIO ALTA PRESIÓN | VALOR DE MERCURIO ALTA PRESIÓN | FLUORESCENCIA TRADICIONAL | |
| Vida útil (horas) | 50.000 | 60.000 – 100.000 | 6.000 – 20.000 | 24.000 | 3.000 – 6.000 | 8.000 – 12.000 |
| Eficiencia lumínica (Lm / W) | 90 – 140 | 80 | 75 | 80 – 120 | 50 | 70 |
| Factor de potencia | >0.4 | >0.9 | 0.44 – 0.67 | 0.44 | 0.44 – 0.67 | |
| CRI | >85 | >80 | 65 – 90 | 80 | 45 | 70 |
| Degradación a 2.000 horas | 5% | 5% | 40% | 30% | 45% | 25% |
| Parpadeo | No | No | Sí | Sí | Sí | Ocasional |
| Ahorro de energía | Excelente | Excelente | Bajo | Normal | Bajo | Bajo |
| Temperatura alcanzada en superfície (ºC) | <80 | <80 | >300 | >350 | >300 | <100 |
| Puntos débiles | Sin filamento ni gas, no existen puntos débiles comunes | Sin filamento, no existen puntos débiles comunes | Existe filamento, punto débil en el electrodo | Existe filamento, punto débil en el electrodo | Existe filamento, punto débil en el electrodo | Existe filamento, punto débil en el electrodo |
| Encendido | Instantáneo | Instantáneo | 4- 8 minutos | 4- 8 minutos | 4- 8 minutos | |
| Re-encendido | Instantáneo | Instantáneo | 8 – 12 minutos | 8 – 12 minutos | 8 – 12 minutos | |
| Medioambiente | Sin contaminante, larga vida con poco reemplazamiento | Baja concentración de mercurio, recuperable en estado sólido. Larga vida con poco reemplazamiento | Mercurio y plomo, baja duración con múltiples cambios | Mercurio y plomo, baja duración con múltiples cambios | Contaminación de mercurio, muy baja duración con excesivos cambios | Contaminación de mercurio, muy baja duración con excesivos cambios |
Los LEDs son dispositivos en estado sólido (SSL, Solid State Lighting), por tanto no se quemarán. Un LED no tiene filamentos u otras partes mecánicas sujetas a roturas o a fallos por “fundido”, sólo tiene una degradación progresiva a lo largo de su vida. De hecho, empieza a perder intensidad de forma gradual.
Conforme avanza el tiempo el coste de los recambios de fluorescentes o bombillas incandescentes puede llevar a ahorros significativos al convertirlos en LEDs. Si bien las luminarias LEDS pueden tener un precio más alto de compra, éste coste adicional será compensado por:
Las luminarias LED están diseñadas para reemplazar directamente sus bombillas tradicionales, utilizando los mismos conectores que usted ya posee. El proceso de instalación es tan simple como reemplazar una bombilla por otra.
Las luminarias LED, para reemplazar a focos halógenos, consumen un 90% menos de energía y duran 20 veces más. Un foco LED de aproximadamente 5W puede reemplazar un dicroico halógeno de 35W produciendo el mismo nivel de luz.
| TIPOS | |
|---|---|
| E | Rosca tipo Edison |
| B o BA | Casquillo tipo swan o de bayoneta |
| C | Contacto de presión de tubo circular |
| G | Contacto por clemas de presión simple |
| GX | Contacto por clemas de presión reforzadas |
| GU | Contacto por clemas para bombillas con protección de emisión calorífica trasera |
| GZ | Contacto por clemas para bombillas de alta emisión calorífica trasera |
| R | Casquillos para lámparas rectilíneas con terminales simples |
| Rx | Casquillos para lámparas rectilíneas con terminales reforzados |
| Fa | Casquillos para lámparas rectilíneas con terminal macho |
Un tubo LED de aproximadamente 22W puede reemplazar a un tubo fluorescente de 58W produciendo el mismo nivel de luz. Ejemplo práctico: Un cliente nos solicita en qué plazo recuperará la inversión al substituir 1000 tubos fluorescentes de 58W (150 cm) en un parking de su propiedad. Supongamos que el importe de la inversión asciende a 32.000 Euros.
Substituimos tubos de 58W (64W con reactancia) por tubos de 22W LED. Al operar 365 días al año durante 24h el consumo es de 84.096 Euros / año para los tubos de 58W y de 28.908 Euros / año para los substituidos de 22W con un coste promedio de la energía asumido de 0,15 Euros / KWH. Por tanto el ahorro anual asciende a 55.188 Euros / año. Si añadimos los costes por reposición en un año (suponiendo un 10% de tubos fundidos) el ahorro se eleva a 55.838 Euros / año, o lo que es lo mismo 4.653,17 Euros / mes.
Por ello con respecto a la inversión inicial obtenemos una amortización de la misma en 6,88 meses, poco más de medio año.
Flujo luminoso: el índice de flujo de luz por unidad de tiempo, especialmente el flujo de luz visible, expresado en lúmenes.
Luminosidad: la intensidad luminosa de cualquier superficie en una dirección dada por unidad de área de superficie proyectada vista desde esa dirección.
Temperatura del color: la medida de color expresada en grados Kelvin (K). Cuanto más pequeño sea el valor en Kelvin, más calurosa o amarilla será la luz. Cuanto más alto sea el valor, más fría o azul será la luz.
Intensidad luminosa: la densidad de flujo luminoso por ángulo sólido medido en una dirección dada relativa a la fuente emisora. La unidad tradicional es la bujía, la unidad del SI es la candela.
Valor de protección (estanqueidad): el código o valor IP definido en la internacional estándar IEC 60529 que clasifica el nivel de protección que proveen los electrodomésticos contra la intrusión de objetos sólidos como el polvo, contacto accidental o agua.
Eficacia luminosa: el ratio de flujo luminoso total emitido, en lumen, entre el total de la energía eléctrica consumida en watts.
Iluminancia: la densidad de potencia luminosa, también llamada iluminación. Un lumen de flujo luminoso incidente uniformemente en área de un pie cuadrado produce una iluminación de una bujía-pie. En unidades del SI, un lumen de flujo luminoso incidente uniformemente en un área de un metro cuadrado produce una iluminación de un lux.
Resplandor: la sensación producida por el brillo dentro del campo visual que es suficientemente mayor que la luminosidad a la cual los ojos están adaptados. El resplandor puede causar visión difuminada, malestar, dolores de cabeza o pérdida del rendimiento visual y visibilidad.
LED (Light Emitting Diode): Diodo Emisor de Luz (diodo semiconductor que emite luz) Lumen: Unidad de flujo lumínico. Cantidad de luz total que emite el punto de luz.
Lux: Medida básica de la iluminancia = cantidad de luz que llega a una superficie = lumen / superficie
