Verdades y Exageraciones sobre el uso de la LED en proyectos de iluminación y Alumbrado Público.
Historia y Características de la LED
Cada siglo genera su revolución tecnológica en materia de iluminación. La última es sin lugar a duda la iluminación LED (Lighting Eletronic DIode). Sin embargo, cabe recordar que su existencia no es nueva sino más bien antigua. Las primeras LED fueron observadas de hecho al inicio del siglo XX de igual manera que las primeras lámparas incandescentes. Sin embargo, sus características eran lejos de ser similares a las tradicionales de descarga o fluo-compacta actualmente en el mercado de las lámparas.
Las lámparas LED fueron recientemente a la conquista del mundo de la iluminación del siglo XXI exaltando sus características de ahorros, de eficiencia, de estética sin olvidar de flexibilidad con las lámparas RGB (Red, Green y Blue) y sus sistemas de control. Por lo tanto, cabe preguntarse realmente si las lámparas LED cumplen con todos las cualidades técnicas y comerciales emitidas por parte de los fabricantes, comercializadores, instaladores y promotores. Previamente, importa explicar como funciona una lámpara LED y sus características antes de preguntarse si otras lámparas actuales o futuras no alcanzan esas mismas cualidades tan ventadas por parte de los profesionales de la iluminación.
La LED es ante todo un componente electrónico y no eléctrico como la mayoría de las otras lámparas. La otra gran diferencia con las lámparas tradicionales no usa y genera emisiones de gases para generar la luz sino más bien electricidad mediante el uso de componentes minerales. En efecto, el principal componente de un lámpara LED es un semiconductor (material físico) compuesto de carburo de silicio capaz de generar una luz cuando se le aplica una corriente.
Ese componente se protege o mejora su eficiencia lumínica mediante una cascara de policarbonato o de vidrio. En caso de colores, se le aplica al mismo componente otros elementos minerales bajo forma de vapor cuya mezcla genera colores diferentes.
La otra característica de la lámpara LED es relativa a su conexión eléctrica diferente a las incandescentes pero no a las de descargas. En efecto, la led necesita una fuente de alimentación previa la cual va interferir a la eficiencia y eficacia lumínica de la lámpara como es el caso de las lámparas de Sodium, de Mercurio e incluso fluocompacta.
Por lo tanto, en ambos casos, las luminarias generan calor la cual ciertamente no se disipada en la misma dirección. En el caso de las lámparas tradicionales, es peligroso tocar una luminaria encendido debido al calor generado por la lámpara. En el caso de la LED, no existe realmente ningún peligro de tocar la lámpara debido a que el calor esta generado por el circuito. En ambos casos, la disipación de ese calor es necesario y fundamental para la eficiencia de la lámpara. Un sistema inadecuado de disipación del calor generado por el componente electrónico de la LED puede perjudicar en la eficiencia de una lámpara LED como de igual manera en los casos de las lámparas tradicionales.
La otra debilidad de la LED es relacionada a su cascara de protección y emisión. En efecto, la cascara de policarbonato genera un desperdicio de la luz de una led por más del cincuenta por ciento y dudas en cuanto a su eficiencia.
Una eficiencia y Vida Útil del LED a relativizar
Ahora bien, se proclama que las LED son más eficientes que las lámparas tradicionales debido a sus eficacia superior (mínimo consumo de energía), Duración extra larga (máxima vida útil), calidad de la luz (colores definidos y agradables) y encendido instantáneo y ausencia de parpadeo sin olvidar lo más importante su Factor de potencia ( si es igual a 1, toda la energía eléctrica fue aprovechada y si es de 0,5, la energía eléctrica no fue aprovechada para su conversión.)
Si es ciertamente difícil poner en duda las cualidades de la LED en cuanto a su eficacia, su duración, su calidad de luz y de encendido e incluso de factor de potencia. Una margen permanece para analizar esas cualidades a través de otro prisma.
La eficacia superior de la LED es cierta al nivel técnico frente a otras lámparas. Una LED consume menos que otras lámparas y genera mayor luminancia a potencia idéntica. Así una LED de 15 Watts genera mayor luminancia que una fluocompacta de misma potencia. Sin embargo, la gran diferencia radica en su haz de difusión y distribución lumínica. En este caso, la LED sufre de un gran hándicap frente a una luminaria tradicional. Los últimos estudios realizados en materia de Alumbrado Público usando luminarias tradicionales de SHP y SMP demuestran que la eficacia lumínica de una lámpara tradicional sigue siendo mejor debido a su eficiencia. Para una distribución de luminancia similar, se necesitaría casi el doble de luminarias LED. Si es cierto que la eficacia es superior al nivel técnico, la evolución actual de la LED no ha logrado todavía mejorar la eficacia lumínica de las LED.
En cuanto a su duración , la LED tiene no solamente una vida útil más larga que las lámparas LED. Pero, además, su rendimiento lumínico permanece estable durante toda su vida útil frente a las lámparas tradicionales. Es cierto que las lámparas tradicionales de descargas tengan esa deficiencia de bajar su rendimiento con el tiempo. En cuanto a su vida útil, es difícil todavía asegurar que las de la LED sean realmente superior.
En cuanto a la calidad, la mayor ventaja de la LED es fundamentalmente su variedad de colores capaz de ser generadas desde un mismo punto lumínico con sus variantes, su intensidad y dinamismo. Ninguna otra lámpara dispone de esa flexibilidad. En cuanto al color, se trata de una componente tan subjetivo y difícil de apreciar a pesar de la existencia de una medida Kelvin en cuanto a la temperatura de color. En el mercado, por el mismo Kelvin, una lámpara blanca de color caliente cambia radicalmente y de igual manera para el blanco neutro con la excepción del blanco frio (6000 kelvin). En este sentido, el color de la luz no puede ser tomada como una característica comparativa del punto de vista técnico sino más bien subjetivo.
En cuanto a su encendido, es cierto que la LED dispone de una ventaja considerable frente a las lámparas de descargas tradicionales no solamente para encenderse sino también para su rendimiento el cual es inmediato.
Sobre la base de esas características, podemos afirmar que las LED están destinados a un gran futuro lumínico. Sin embargo, ese futuro lumínico relacionado con sus características técnicas son lejos de ser tan resaltadas después de ese breve análisis.
Por otro lado, la mayoría de los profesionales reconocen que las lámparas LED implican una mayor inversión en su compra debido a su tecnología y sobretodo en cuanto al ahorro de consumo y larga vida. Como lo hemos visto anteriormente, el ahorro de consumo de energía oculta un gasto mayor en luminarias para alcanzar la misma eficiencia lumínica. El ahorro energético esta lejos de contrabalancear la inversión inicial para la misma eficiencia lumínica. En cuanto a su vida útil, es hoy en día imposible averiguar que las lámparas LED tengan un mayor vida útil únicamente basada en las referencias realizadas por parte de los fabricantes con base en una situación dada, la mayoría en laboratorio, cuando esas lámparas son en la mayoría de los casos instaladas y usadas en diferentes áreas y espacios de iluminación.
Las lámparas tradicionales están destinadas a desaparecer a largo plazo. Sin embargo, muchas tienen todavía una mayor eficiencia energética y sobretodo lumínica frente a los LED. Un otro elemento muchas veces no mencionado en una luminaria es ciertamente la fuente de luz. Sin embargo, cabe resaltar los accesorios de una luminaria y principalmente las ópticas y fuentes de alimentación.
LED: Una gestión y control de colores de Luz único
La mayoría de las LED implica el uso de una fuente de alimentación previa (convertidor de alimentación) lo cual va interferir en gran metida en la eficiencia y estabilidad de la lámpara. En el caso de las lámparas tradicionales, fuentes de alimentación e incluso de ignición son necesarias para generar una eficiencia y estabilidad de la lámpara. No hay en este caso realmente una mejora tecnológica excepto en cuanto al encendido y rendimiento inmediato de las lámparas.
Ahora bien, cabe resaltar la diferencia en cuanto a la gestión de la lámpara y principalmente en el caso de las LED RGB susceptible de generar una variante de diferentes colores mediante un controlador. Ese avance tecnológico en materia de lámparas es exclusivo y sin precedente en la fabricación y comercialización de una luminaria. Si uno se acuerda de las lámparas festivas, era necesario de usar diferentes bombillos diferentes mientras que la LED RGB concentra en un solo chip una variante de colores. De hecho, las lámparas LED RGB son las más solicitadas y a veces usadas de manera abusivas en materia de instalación eléctrica. La Lámpara LED blanca no conoce el mismo destino que la lámpara fluo-compacta o de descarga. Aún peor, asistimos últimamente a un consumo sin precedente de lámparas LED en cambio de las lámparas tradicionales por su ahorro energético y vida útil al detrimento del confort y la calidad de luz. Cabe pasearse en tiendas, parques y calles donde fueron instaladas luminarias con lámparas de LED para darse cuenta que la eficiencia y eficacia lumínica fue totalmente abandonada por parte de los instaladores. Peor es ver aún ese problema en espacios de trabajo o de venta de productos.
Costa Rica no es la excepción a conocer ese fenómeno. De hecho, muchas comercializadoras y compradores de luminarias están atraídos últimamente en la compra de lámparas LED sin importar su eficacia y eficiencia de acuerdo a la necesidad planteada. Se vende o compra lámpara LED por su slogan comercial de ahorro muy de moda que por su calidad. Además, no existe ningún parámetro para medir la calidad de la LED partiendo que existen una variedad infinita de buena y mala calidad de fabricación de led. Al nivel mundial, dos empresas son reconocidas por su fabricación de LED. Se trata de la empresa Americana CREE y la Japonesa Nichia. Sin embargo, existan una multitud de fabricantes de mas o menos gran renombre fabricando LED sin realmente medir las cualidades y características tan ventadas de las LED.
El otro elemento ocultado y de gran importancia en materia de lámparas como accesorio fundamental en la eficiencia y eficacia de la lámparas es la óptica de esa misma. La lámpara LED tenia como principal defecto al inicio del año 2000 de desperdiciar casi el 50 % del flujo lumínico debido a su primera óptica que no permitía un mayor aprovechamiento de su potencia. Aún la segunda óptica secundaria o lente para fomentar una mejor distribución de acorde a las necesidades de iluminación. En este caso, cabe resaltar que las ópticas para LED son más amplias que las de las lámparas tradicionales en cuanto a una apertura del haz de luz. Sin embargo, en caso de un haz intensivo para una iluminación de acentuación, la lámpara LED no conoce competencia. Es en el caso de la iluminación general o intensivo y semi intensivo donde se encuentran grandes limitantes al uso de una lámpara LED frente a las lámparas tradicionales. En el caso del Alumbrado Público y iluminación de espacios de grandes alturas, el uso de una lámpara LED genera graves distorsiones en término de calidad, de eficacia y eficiencia lumínica. Ese fenómeno llamado de Escalera (una parte iluminada y una parte obscura) no es propia del uso de las lámparas LED. Podemos observarlo incluso con el uso de lámparas tradicionales y en lugares incluso objeto de renovación del Alumbrado Público josefino. Cabe decir que no existe normativa en cuanto a la coherencia lumínica en Costa Rica como es el caso en otros países. De igual manera, y con mayor relevancia, asistimos a ese fenómeno con el uso de luminaria LED.
Esa problemática es ciertamente no relacionada a la lámpara en el caso de Costa Rica sino más bien en la ausencia de recomendaciones y prescripciones en materia de iluminación. En efecto, Costa Rica sufre de un real problema en materia de iluminación y Alumbrado. Tanto la lámpara como la luminaria usada en diferentes proyectos no corresponden a las necesidades de iluminación y conforts respectivos esperados. Pero, ese tema será objeto de otro articulo en el Blog de Luz Concept Costa Rica.
Otro problema no mencionado en el uso de las LEDS es su impacto sobre la salud y principalmente la salud óptica de los niños. Muchos estudios científicos han demostrado que cierta color de led Blanca y Azul pueden perjudicar al desarrollo del cristalina del ojo. El problema no radica solamente en la fuente sino también en la exposición a esa fuente.
LED: Un ahorro de energía a contrabalancear
En resumen, la LED es sin lugar a duda un avance en los proyectos de iluminación y alumbrado. Sin embargo, un prisma diferente de la LED permite también justificar que su uso no puede ser todavía generalizado y menos exclusivos en muchos proyectos de iluminación residencial, comercial , industrial o hospitalario sin olvidar los de Alumbrado. Las otras fuentes de iluminación y de alumbrado tradicional pueden responder a sus necesidades y confort de iluminación buscado para un proyecto de iluminación y alumbrado residencial, comercial, turístico, industrial e hospitalario.
Como se mencionaba anteriormente, la iluminación y el alumbrado público en Costa Rica sigue siendo un sistema respondiendo a una necesidad funcional que de confort o de esteticidad excepto algunas situaciones. En la mayoría de los casos, las fuentes y las luminarias son inadecuados para las funciones o necesidades planteadas. De hecho, la función de un Lighting Designer o Concepto Luz es en la mayoría de los casos definir el tipo de lámparas y luminarias de acuerdo a las necesidades y confort de iluminación esperado lejos de la presión de los fabricantes y comercializadores de luminarias. En el caso de Costa Rica, podemos observar que la variedad de luminaria es escasa debido a la grandeza del mercado. Pero, esa variedad de luminaria es inadecuada a las nuevas necesidades y confort de iluminación de nuestro siglo.
