COSAS QUE DEBERÍAS CONOCER SOBRE EL LED

La historia del LED

Durante más de 30 años, los LED se han utilizado en diversas áreas de aplicación, ya sea para instalaciones industriales, equipos de alta fidelidad, luces de automóviles o publicidad. El desarrollo técnico de los LED continúa avanzando. En años recientes, la eficacia luminosa de los LED de color blanco ha aumentado hasta llegar al impresionante valor de 130 lúmenes por vatio, y superior. Esta tendencia va a continuar en el futuro. Además, el efecto físico de la electroluminiscencia se descubrió hace más de 100 años.

En los chips de los LED, la radiación electromagnética en forma de luz se emite mediante la aplicación de una tensión determinada.

Una pequeña mirada atrás hacia la historia del LED:
1907	El inglés Henry Joseph Round descubre que los materiales inorgánicos pueden iluminarse si se les aplica una corriente eléctrica. En el mismo año publica su descubrimiento en la publicación especializada "Electrical World". Sin embargo, debido a que principalmente trabajaba en un nuevo sistema de radiogoniometría para el transporte marítimo, este descubrimiento cae inicialmente en el olvido.
1921	El físico ruso Oleg Lossew observa de nuevo el "efecto Round" de la emisión de luz. En los años que suceden, de 1927 a 1942, examina y describe este fenómeno con más detalle.
1935	El físico francés Georges Destriau descubre la emisión de luz en sulfuro de cinc. En honor al físico ruso, denomina al mencionado efecto "luz Lossew". Hoy en día, Georges Destriau es considerado el inventor de la electroluminiscencia.
1951	El desarrollo de un transistor marca un hito científico en la física de semiconductores. Ya es posible explicar la emisión de luz.
1962	El primer diodo luminiscente rojo (tipo GaAsP), desarrollado por el estadounidense Nick Holonyak, es lanzado al mercado. Este primer LED en el área de la longitud de onda visible marca el nacimiento del LED de producción industrial.
1971	Como resultado del desarrollo de nuevos materiales semiconductores, los LED se producen en nuevos colores: verde, naranja y amarillo. El rendimiento y la efectividad del LED continúan mejorando.
1993	El japonés Shuji Nakamura desarrolla el primer LED azul brillante, así como un LED muy eficiente en la gama de espectro verde (diodo InGaN). Posteriormente, diseña también un LED blanco.
1995	Se presenta el primer LED con luz blanca de conversión luminiscente y se lanza al mercado dos años después.
2006	Se producen los primeros diodos emisores de luz con 100 lúmenes por vatio. Esta eficacia solo puede ser superada por las lámparas de descarga de gas.
2010	Ya se están desarrollando LED de colores determinados con una enorme eficacia luminosa de 250 lúmenes por vatio, en condiciones de laboratorio. El progreso sigue su avance. Hoy en día, el desarrollo posterior hacia el OLED se considera la tecnología del futuro.

La tecnología LED por dentro

El LED es una tecnología madura que se está implementando, ya de forma clara, en todos sus ámbitos posibles de aplicación: iluminación industrial, en el sector servicios, pública y decorativa. No obstante, conviene conocer más en profundidad cómo funciona realmente la tecnología LED y cuáles son sus puntos clave para saber identificar los que mejor se adecuan a cada proyecto.

La tecnología LED ofrece una eficacia y una eficiencia lumínica superior al resto

Lo primero que podemos aclarar es el proceso por el cual se obtiene la luz blanca LED, que es principalmente mediante dos métodos:

1. El LED blanco se obtiene mediante el diodo azul con una longitud de onda entre 455 y 465nm y un convertidor amarillo de posición fija en el espectro, con varias concentraciones posibles

2. El LED blanco se obtiene mediante un diodo azul, más un diodo rojo, más un diodo verde

Sea como fuere, hay que tener claro que en ambos casos lo más importante es la aplicación de un recubrimiento fosfórico amarillo en el LED de emisión azul. 

Es decir, mediante el principio de lúmugen conversión se produce el efecto de obtención de luz blanca homogénea al recubrir un LED azul con una capa fosfórica. 

Si nos ceñimos al proceso de fabricación en sí hay que tener en cuenta que lo más crítico es la dosificación del recubrimiento fosfórico, ya que de este depende la temperatura de color, la eficiencia y el índice de reproducción cromática.

También hay otro aspecto importante a tener en cuenta. El valor lm/W que nos da el fabricante del diodo se refiere a una medición del flujo de un LED en un encendido instantáneo en condiciones de laboratorio con temperatura ambiente Ta=25º.

Otro aspecto técnico a tener en cuenta es el rendimiento del color. Anotemos que el blanco cálido registra un CRI> 90, y uno neutro un CRI> 80. Sobre el factor de daño, el LED tiene sólo un 0,149 de factor f mW/lm, muy por debajo del resto de tecnologías. Ciertamente, el LED sale ganador de cualquier comparación técnica frente a otras tecnologías de iluminación. Por ejemplo, en cuanto a la eficacia luminosa, la vida útil del LED y la temperatura de color del LED.

Beneficios y ventajas

Por todo ello, de entre los beneficios del LED podemos destacar: 

-larga vida útil de 50.000 horas

-reducido coste de mantenimiento

-alta eficiencia energética (W/Lux)

-sin emisión de radiación IR ni UV

-utilización de ópticas de material plástico

Así mismo, las ventajas en la utilización del LED son:

-posibilidad de regulación y de control dinámico del color RGB y RGBW

- el encendido instantáneo al 100%

-el funcionamiento a posibles bajas temperaturas (hasta -40 ºC)

-trabajo en bajo voltaje

-utilización en espacios de difícil acceso

Así mismo, cabe explicar la nomenclatura de los módulos LED L/B. La L indica el porcentaje de flujo lumínico al final del tiempo de funcionamiento de los LEDs. Por lo tanto, cuanto más alto sea este valor, mejor (L50, L70 y L80). Por contra, la B indica el porcentaje de LEDs que caen por debajo del valor L después de unas horas específicas de funcionamiento. En este caso, si el valor es más bajo, mejor (B10, B20 y B50).

Por tanto, un sistema de iluminación LED con la especificación L80 / B10 a las 50.000 horas tienen un potencia conectada significativamente más baja que el sistema LED con la característica L70 / B50. 

Por último, otro aspecto clave de la tecnología LED es la gestión de la temperatura que determinará el rendimiento real y la vida útil de cada LED. Por este motivo, es muy importante que el cuerpo de la luminaria disipe la temperatura lo mejor posible. 

Tipos de LED

Actualmente se están empleando para iluminación 3 tipos de LEDs. Se trata de tres tipos de LED y de tres formas de ensamblarlos:

SMD: LED encapsulado en una resina semirrígida y que se ensambla de manera superficial.

COB: corresponde a las siglas “Chip on board” (“chip en la placa”), en el cual se han insertado multitud de LEDs en un mismo encapsulado.

ALTA POTENCIA (HP): LED encapsulado de alta potencia y eficiencia.

Comparamos a continuación los diferentes tipos de LED.

Luminosidad o Lumens/Watio:

·         SMD: alrededor de los 50-60Lm por W.

·         COB: 120Lm/W, alta intensidad de luz

·         HP: 120Lm/W, alta intensidad de luz

Ángulos de apertura:

·    SMD: son pequeños LEDs que se pueden repartir por todo el cuerpo de la bombilla, permitiendo iluminación a 360º.

·         HP: el ángulo máximo de apertura es de 140º, modificable solo con lentes o cubiertas.

·         COB: el ángulo de apertura de hasta 175º, si bien es difícil posteriormente de modificar.

Decaimiento lumínico:

·         SMD: decaimiento de la luz más pronunciado.

·         HP: decaimiento lumínico es bajo.

·         COB: bajo decaimiento lumínico con el tiempo.

Resistencia:

·  SMD: Muy sensibles a las fluctuaciones en la corriente eléctrica. Se daña fácilmente con sacudidas o golpes. El fallo de un LED puede afectar a los demás.

·  HP: Soporta bien los cambios en la calidad del suministro eléctrico. Soporta bien los golpes y las sacudidas.

·   COB: Soporta bien las fluctuaciones de la corriente eléctrica. No requieren de un manejo cuidadoso.

Ensamblaje:

·  SMD: Se trata de un circuito muy complejo al ir los LEDs distribuidos en series. Requiere gran disipación de calor que, debido a su construcción, es difícil de disipar.

·  HP: Circuito sencillo por lo que su ensamblaje no requiere de mano de obra muy especializada. Requiere disipadores grandes para la alta temperatura que genera el LED.

·  COB: Circuito sencillo. Requieren menor disipación y toleran altas temperaturas de trabajo. 

Intensidad lumínica:

·  SMD: Su flujo luminoso es recto y fuerte. Si se mira directamente es molesto para los ojos. El índice de reproducción cromática (CRI) es alto, de hasta el 80%. Esto quiere decir que reproduce los colores fielmente.

·  HP: Molesto a los ojos si se mira directamente. Su flujo luminoso es uniforme y fuerte. El índice de reproducción cromática (CRI) es alto, de hasta el 80%

·  COB: Es el más suave cuando se mira directamente, su flujo luminoso es uniforme y suave. Tiene un mayor IRC por lo que conseguimos una luz de mayor calidad. En la mayoría de los casos el IRC es mayor del 90%. 

Precio:

·         SMD: Muy económico.

·         HP: Económico.

·         COB: Económico. 

Conclusión:

·  SMD: Es ideal para viviendas, o lugares de tránsito donde no va a estar muchas horas seguidas encendido, también para lugares donde no queramos demasiada luz.

·  HP: Para lugares donde queremos una alta iluminación, pero que tampoco requieran estar encendidos muchas horas seguidas, pues acortará la vida de la lámpara.

·  COB: Es recomendado para uso profesional pues disipa muy bien la energía y además, el flujo luminoso es alto y uniforme, soporta sin problemas estar encendido constantemente.

Aprende a escoger una bombilla LED

Si buscas ahorro energético y por ello necesitas bombillas LED, seguro que te habrás encontrado con varias opciones y la elección no ha sido nada fácil. Aprende a escoger la merjor opción fijándote en varias características de la bombilla.

¿Qué bombilla LED nos conviene?

Para entender qué características hemos de tener en cuenta, lo primero que debemos saber es que las bombillas se diferencian, entre otras cosas:

• En la cantidad de LEDs que contienen (pueden ser desde 3, hasta series de 20)

• El material del que estén realizados estos LED (cuanta más densidad de material activo, más eficiente y cara es la bombilla (da más luz)

Si una bombilla con 20 LEDs contiene material activo de baja densidad, si se estropea uno de ellos, los demás también lo harán progresivamente, lo que disminuye el tiempo de vida de la bombilla. Si optamos por este tipo de bombillas en almacenes de fabricantes desconocidos, lo más seguro es que contengan bombillas con LED de baja densidad, más baratos y que se estropean más fácilmente. Es más recomendable adquirir estas bombillas de fabricantes conocidos.

Actualmente, el modelo más extendido es el de 3 ó 5 LEDs, pero de alta densidad, que ofrecen la suficiente cantidad de luz para un uso doméstico medio.

La potencia en lúmenes

Para entender bien este concepto, tenemos que saber que los vatios nos dicen lo que consume la bombilla de electricidad, y los lúmenes la cantidad de luz que generan. ¿Ventaja de las LED? Pocos vatios para muchos lúmenes, lo que puede suponer un 80% de ahorro en electricidad, ya que se paga según la cantidad de vatios consumidos. Generalmente suele ser de un máximo de 90 lúmenes.

Lúmenes reales = al nº de vatios x 70, aproximadamente.

Para hacernos una idea, una bombilla LED de 12W, equivale a unos 850 lúmenes, y sustituiría a una bombilla de 60W.

Equivalencia de potencias en bombillas
Incandescente	Halógeno	Fluorescente	LED
30W	25W	8W	3W
60W	50W	14W	8W
75W	60W	17W	14W

El ángulo de apertura de la luz

Este parámetro es relativamente sencillo:

- Un ángulo menor (40º), conseguirá un efecto “foco” para iluminar un espacio menor y más localizado.

- A ángulo más abierto (120º, por ejemplo), más capacidad de iluminar, con una sola bombilla, más espacio (son las comúnmente usadas para iluminar una habitación).

Así, según lo que quieras iluminar, infórmate del ángulo de apertura de la bombilla.

Temperatura
Esta temperatura de color, viene definida por los grados kelvin de cada bombilla. Podemos dividir las bombillas según su temperatura en 3 tipos:

·        Blanco frío: equivale a 5800K. Luz blanca más intensa, perfecta para trasteros, garajes...

·        Blanco puro: 4500K. Intensidad media, apta para cocinas, baños, etc.

Blanco cálido: 3000K. Más tenue y de ambiente, ideal para salones o habitaciones.