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¬ŅC√≥mo funcionan las bombillas LED?

¬ŅC√≥mo funcionan las bombillas LED?
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  1. Conceptos básicos de las lámparas LED
  2. Ventajas de las lámparas LED
  3. Preocupaciones con las lámparas LED

Conceptos básicos de las lámparas LED

La eficiencia energética ha sido popular desde al menos 1918, cuando este cartel fue publicado por el gobierno de los Estados Unidos.

Imagen cortesía de MPI / Getty Images

Un LED es lo que llamamos “iluminación de estado sólido” o tecnología SSL. Básicamente, en lugar de emitir luz desde el vacío (como en una lámpara incandescente) o un gas (como en una CFL), un SSL emite luz a partir de una pieza de materia. En el caso de un LED tradicional, esta pieza de material es un semiconductor.

En términos muy simples, un LED produce luz cuando los electrones se mueven a través de su estructura semiconductora.

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Un semiconductor consta de un componente cargado positivamente y un componente cargado negativamente. La capa positiva tiene “agujeros”: aberturas para los electrones; la capa negativa contiene electrones flotantes libres. Cuando una carga eléctrica llega al semiconductor, activa el flujo de electrones de la capa negativa a la positiva. Estos electrones excitados emiten luz a medida que fluyen a través de agujeros cargados positivamente. (Para obtener una explicación completa, consulte Cómo funcionan los diodos emisores de luz).

El problema con los LED como iluminación principal del hogar es que, aunque emiten mucha luz, la estructura de un LED hace que parte de esa luz quede atrapada en el interior. En consecuencia, una lámpara LED siempre ha sido más débil que una lámpara incandescente, y la mayoría de la gente quiere que sus lámparas y lámparas de techo sean lo suficientemente brillantes.

Sin embargo, recientemente se han encendido lámparas LED. Ahora puede encontrar bombillas LED de repuesto que emiten una luz equivalente a una bombilla incandescente de 60 vatios, lo que la convierte en una tecnología viable para las necesidades básicas de iluminación del hogar.

Y, en cierto modo, son mucho más que factibles: una bombilla LED de repuesto llamada GeoBulb emite 60 vatios de luz equivalente con 7,5 vatios de potencia. [source: Sundance].

Y por lo demás menos que factible: una bombilla LED equivalente de 60 vatios cuesta alrededor de $ 100.

Lo que nos lleva a los pros y contras de las lámparas LED.

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Ventajas de las lámparas LED

Algunas lámparas LED pueden durar hasta 50.000 horas.

Algunas lámparas LED pueden durar hasta 50.000 horas.

Imagen cortesía de C. Crane Company Inc.

Aunque hoy en día no se encuentran LED en muchas luminarias para el hogar, existen buenas razones para querer que haya un mayor número.

Primero, se reduce el consumo de energía. El método LED de producción de luz pierde mucha menos energía con el calor que otras tecnologías de iluminación. Es considerablemente más eficiente que el método de vacío / filamento usado en lámparas incandescentes, a veces alrededor de un 85% más eficiente; y es hasta un 5% más eficiente que el método de tubo de plasma CFL [source: Taub].

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Un solo aparato equipado con una lámpara incandescente de 60 vatios consume aproximadamente 525 kWh de electricidad al año; coloque una lámpara LED GeoBulb en este accesorio y el consumo de energía anual será de 65 kWh [source: Sundance]. El CO anualdos la reducción es de varios cientos de libras por una sola lámpara.

Pero la eficiencia energética es solo una parte de la historia. La otra parte es la eficiencia del tiempo: podría pasar 20 años sin tener que cambiar una lámpara LED. Las lámparas de estado sólido, como los LED, son fuentes de luz más estables que las lámparas incandescentes o fluorescentes y la diferencia es sorprendente: una lámpara incandescente típica dura unas 750 horas; un geobulbo dura 30.000 horas [source: Sundance].

Algunas lámparas LED duran hasta 50.000 horas [source: Linden].

Debido a esta ventaja de tiempo, las cosas se vuelven un poco más confusas cuando se trata del tema del costo. Una lámpara LED de 60 vatios cuesta alrededor de $ 100, e incluso las versiones de bajo consumo, que se utilizan para iluminación puntual, cuestan entre $ 40 y $ 80. Esto se compara con una lámpara incandescente de $ 1.

La realidad es que incluso con un costo de $ 100 por una sola lámpara, los LED terminarán ahorrándole dinero a largo plazo, porque solo necesita uno cada década o dos y gasta menos en iluminación del hogar, lo que puede representar aproximadamente el 7% de su cuenta. claro [source: Greener Choices]. Pero el costo inicial sigue siendo bastante prohibitivo. Mucha gente no puede gastar mil dólares en 10 lámparas.

El otro problema principal con los LED, la degradación del color de la luz a algo azulado, se ha resuelto en los últimos modelos. Los LED pueden producir la misma luz blanca cálida que una lámpara normal. (Aunque Energy Star recomienda buscar la etiqueta Energy Star al comprar lámparas LED, ya que la organización verifica la estabilidad del color como parte de sus criterios de certificación).

Por lo tanto, el precio es realmente el único problema con las lámparas LED en este momento. Pero eso podría cambiar muy pronto.

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Preocupaciones con las lámparas LED

Los LED están a punto de reemplazar la iluminación del hogar.

Los LED están a punto de reemplazar la iluminación del hogar.

Imagen cortesía de C. Crane Company Inc.

Los LED están a punto de reemplazar la iluminación del hogar. O creen muchos investigadores científicos y algunas grandes empresas de iluminación. Philips, por su parte, ha dejado de invertir dinero en investigación y desarrollo de tecnologías fluorescentes y ahora dedica toda su energía a los LED. [source: Taub]. General Electric dedica la mitad de su presupuesto de investigación y desarrollo a la iluminación de estado sólido [source: GE].

Si miras lo que dicen los científicos sobre los LED, la imagen es muy rosada. Los descubrimientos están sucediendo a un ritmo vertiginoso. Dos desarrollos recientes prevén una reducción significativa en el precio de las lámparas de alta eficiencia y larga duración.

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Uno es el problema de la pérdida de luz en el diseño de una lámpara. Una forma de liberar más luz de un LED es insertar orificios microscópicos en la caja. El problema es que hacer todos estos agujeros requiere tiempo y dinero. Sin embargo, un equipo de investigadores de la Universidad de Glasgow, Escocia, ha encontrado una nueva forma de hacerlo. Descubrieron que el uso de una técnica de nano litografía de huellas dactilares puede reducir el tiempo y el costo de colocar miles de millones de orificios en pequeños LED.

Otro equipo de científicos de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, abordó el tema por el lado de la oferta. Descubrieron una forma nueva y menos costosa de crear material semiconductor de nitruro de galio, una base común para la iluminación LED. Actualmente, los semiconductores de nitruro de galio se cultivan en caras obleas de zafiro. El nuevo método utiliza obleas de silicio y reduce significativamente los costos de fabricación de LED.

Además, estas nuevas lámparas de nitruro de galio duran 100.000 horas, son tres veces más eficientes que las lámparas fluorescentes compactas y deberían costar menos de $ 3 cada una. [source: Evans]. Las lámparas LED de nitruro de galio se pueden vender hasta 2012.

La industria de la iluminación en general espera que los costos de los LED caigan rápidamente. Lighting Science Group, una empresa que desarrolla y fabrica iluminación LED, estima una reducción de precio del 50% en dos años [source: Linden]. Es probable que las empresas, que tienen costos de iluminación mucho más extremos y, por lo tanto, pueden recuperar sus gastos iniciales de bombillas muy rápidamente, se apresuren a utilizar los LED con este tipo de caída de precios. Sin embargo, los propietarios pueden esperar que las lámparas alcancen la marca de $ 3 que quieren los investigadores de Cambridge.

Para obtener más información sobre las lámparas LED y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.

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La lámpara LED está causando controversia en el mercado de la iluminación.  Vea más fotografías de las ciencias verdes.

La lámpara LED está causando controversia en el mercado de la iluminación. Vea más fotografías de las ciencias verdes.

Imagen cortesía de C. Crane Company Inc.

La lámpara que ha estado iluminando nuestros hogares desde el siglo XIX está oficialmente apagada. La incandescencia ineficiente, que pierde la mayor parte de su energía en forma de calor, ha perdido el favor de las preocupaciones económicas y medioambientales; a partir de 2012, los residentes de EE. UU. ya no podrán comprarlos, incluso si desean [source: Linden]. El gobierno está eliminando del mercado las pequeñas bombas de energía.

El reemplazo principal de la lámpara incandescente es la lámpara fluorescente compacta de alta eficiencia o CFL. El CFL, sin embargo, tiene sus problemas, principalmente la inclusión de mercurio tóxico en el diseño y un color extraño, a veces feo, que llega a causar dolor de cabeza en algunas personas.

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Inserte el LED o diodo emisor de luz. Los LED existen desde hace muchos años: iluminan relojes digitales, luces navideñas, linternas y semáforos y le avisan cuando recibe un nuevo mensaje de correo de voz en su teléfono celular. Pero en lo que respecta a la iluminación del hogar, los LED nunca despegaron realmente. Existen algunas desventajas que impiden que las empresas las fabriquen en forma de lámpara de repuesto de tamaño estándar.

Sin embargo, en los últimos años, estas bombillas LED de repuesto, del tipo que se enrosca en una bombilla como se hace con una bombilla incandescente, se han vuelto mucho más comunes, lo que significa que muchas empresas y pocos hogares las utilizan.

En cierto modo, las lámparas LED son una tecnología perfecta. Pero todavía tienen un largo camino por recorrer antes de convertirse en la lámpara más eficiente de elección. En este artículo, descubriremos por qué. Veremos cómo funcionan, por qué son una opción de iluminación deseable y qué se debe cambiar antes de que el resto de nosotros los usemos en nuestras lámparas de noche.

Comencemos con lo básico: ¿cómo produce luz un LED?

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