Iluminación LED a fondo (I)

La iluminación ocupa un aspecto fundamental cuando hablamos de domótica, de hecho la modificación o instalación de un sistema de iluminación suele ser uno de los primeros pasos para reducir el gasto energético y convertir nuestro hogar en una casa inteligente.

La liberalización del sector eléctrico no ha evitado que llevemos varios años experimentando una subida gradual del precio de la energía eléctrica. Por más números y cálculos que hagamos, resulta complicado rebajar algunos euros la factura, pero si tenemos en cuenta que la iluminación supone un importante porcentaje de la misma, podemos buscar soluciones adecuadas para reducir nuestro gasto en electricidad.

Es por ello que vamos a dedicar un par de entradas a analizar a fondo la iluminación con tecnología LED, ya que su uso ha supuesto un cambio radical en la forma de dar vida a nuestros hogares.

Iluminación LED, la que menos consume

¿Sabías que usando lámparas LED puedes reducir el consumo energético entre un 30 y un 80%? Las bombillas tradicionales de luz halógena desperdician gran parte de la energía que consumen en calor y las de bajo consumo o fluorescentes tardan un rato en alcanzar su máxima luminosidad una vez encendidas, lo que hace que pierdan eficacia con el tiempo.

La vida útil, uso y durabilidad de las lámparas LED aventaja a otros sistemas de iluminación ya que, mientras que una bombilla halógena puede durarnos unas 1.000 horas de uso continuado y unas 15.000 horas las de bajo consumo, el LED puede llegar a tener una duración de más de 50.000 horas (6 años). Por otra parte, el LED no posee filamentos metálicos u otro elemento mecánico que sea susceptible de rotura, fundición o descomposición.

Asimismo, al contrario que otros de sistemas de iluminación que se van deteriorando según el número de encendidos, el LED proporciona el 100% de la intensidad de la luz al encenderse y no tiene parpadeos ni bajones de luz y su funcionamiento es independiente de la temperatura. Además, si comparamos la cantidad de luz que producen (lumen), una bombilla LED necesita 15 vatios para producir 700 lúmenes, mientras que una bombilla halógena precisa de 100 vatios y una de bajo consumo unos 30 vatios para producir la misma cantidad de luz.

¿En qué consiste la tecnología de iluminacIón LED?

La tecnología de iluminación LED (Light Emitting Diode – Diodo Emisor de Luz) consiste en un dispositivo (diodo) que en su interior contiene un material semiconductor que al aplicarle una pequeña corriente eléctrica produce luz. La luz emitida por este dispositivo es de un determinado color que no produce calor, evitando de esta forma aumento de temperatura que alcanzan otro tipos de iluminación.

El color de la luz del LED dependerá del semiconductor utilizado en su fabricación, pudiendo ir desde el ultravioleta y el infrarrojo al resto de gama de colores visibles al ojo humano.

Actualmente existen lámparas con distintos formatos de conexión (GU10, E27, MR16, etc.), con diferentes grados de difusión de luz (15º, 30º, 60º, etc.), con diferentes LEDs (CREE y Luxeon de Philips que son los de más prestigio), así como con diferentes temperaturas de color en grados Kelvin o con aproximaciones en Lúmenes.

Pero no es LED todo lo que ilumina, el mercado esta lleno de lámparas de bajo coste y dudosa fabricación. Una buena lámpara de este tipo tiene que tener un buen LED de potencia, buena solución de disipación y buena óptica. Además es importante que se especifique por el fabricante una serie de datos técnicos como el consumo, ángulo, tensión, tipo de pin, dimensiones de la lámpara, lúmenes, marca y tipo de LED utilizado, equivalencia lumínica con un halógeno, etc… contra más información se nos ofrezca, aportará más fiabilidad sobre su calidad.

Ventajas de la tecnología LED en la iluminación LED

Ahora que ya sabemos cómo funciona, veamos qué ventajas aporta el uso de la tecnología LED en la iluminación de hogares y edificios respecto a otros sistemas de iluminación.

1. Ahorro energético. Mayor luz por vatio, mayor vida útil, mayor fiabilidad y una mínima pérdida de energía en forma de calor, por lo que también puede reducir el gasto del aire acondicionado en verano y resultan ideales para el uso combinado con energía solar.
2. Funcionamiento fiable a bajas temperaturas (-30ºC).
3. Encendido instantáneo, además la frecuencia de encendido/apagado no afecta a su rendimiento.
4. Alta resistencia a vibraciones e impactos. Absorbe las posibles vibraciones a las que pueda estar sometido sin producir fallos ni variaciones de iluminación gracias a que carece de filamento luminiscente.
5. Capacidad para adaptarse a todo tipo de superficies gracias a su reducido tamaño, permitiendo diseñar soluciones de iluminación para todo tipo de espacios.
6. No deja de funcionar de forma inmediata, sino que van perdiendo intensidad gradualmente, pudiendo detectar a tiempo cuando necesita ser reemplazada.
7. Se pueden graduar sin que con ello pierdan color.
8. La luz que emite el LED es más nítida y brillante.
9. Emite de forma directa luces de colores sin necesidad de filtros. El LED es un dispositivo de longitud de onda fija pero que puede trabajar en una amplia banda del espectro. Para cubrir todo este ancho de banda existen en el mercado una gran gama de LEDs que nos permitirán iluminar en un determinado color (rojo, verde, ámbar, blanco e incluso ultra violeta).
10. Pequeña anchura espectral que los convierte en el sistema perfecto de iluminación para visión artificial, ya que la cámara es capaz de captar el objeto con mucho más detalle.
11. Ventajas medioambientales. Además de consumir poco, no contienen mercurio, fósforo ni gases, no producen irradiaciones de infrarrojos o UV y reducen la contaminación lumínica de las ciudades ya que, al contrario que las lamparas tradicionales que emiten su luz en todas las direcciones, las LED únicamente las emite en la dirección que enfoca.

Desventajas de la iluminación LED

La iluminación LED no es un sistema perfecto y también cuenta con sus desventajas.

1. Los LEDs son caros. Ésta es sin duda su principal desventaja y aunque han experimentado una bajada de precios en los últimos años, la relación del precio por lumen sigue siendo alta y el coste de fabricación también. Sin embargo, teniendo en cuenta sus condiciones de funcionamiento y su larga duración, se puede considerar que es una inversión eficaz y rentable.
2. El diodo LED depende en gran parte por la temperatura ambiental. La temperatura de referencia del LED es la Tj (temperatura del punto de unión) y de ella depende la eficacia lumínica del mismo. Una Tj elevada (>65ºC) anulan el valor de vida útil que aporta el LED, por ello la refrigeración y su asociación con la
   luminaria han de diseñarse para mantener las condiciones de funcionamiento adecuadas (de ahí la importancia de adquirir una lámpara LEC de calidad).
3. Sensibilidad de voltaje. Para obtener buena intensidad luminosa hay que tener en cuenta el voltaje del LED que va entre 1,8 hasta 3,8 voltios aproximadamente (según sea el material de fabricación y el color de la luz que emite). Generalmente la eficiencia del LED es mejor cuanto menor es la corriente que circula por ellos, por lo que hay que buscar un equilibrio entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos). La mayoría de los fabricantes recomiendan 10 milliamperios para los diodos azules de 430nm, 12 milliamperios para los de 3,4 voltios y 20 milliamperios para los diodos de voltajes menores.
4. Su potencia de iluminación es baja, haciéndola casi invisible bajo una fuente de luz brillante como por ejemplo la luz solar.

Como mi intención no es saturaros con tanta información, hasta aquí llega la primera parte de este post. En la segunda entrega me centraré en las aplicaciones que puede tener la iluminación con tecnología LED en la domótica.