jueves, 8 de septiembre de 2016

Iluminación LED

En este post hablaremos sobre la tecnología LED, dando un repaso al sistema de alumbrado del vehículo, su implementación y evolución hasta el día de hoy.

El sistema de iluminación del vehículo se ha de considerar como uno de los principales sistemas de seguridad del vehículo, pues nos permite ver y ser vistos.

Con el paso de los años y la evolución de la tecnología, se han conseguido mejoras en los diferentes campos de la iluminación, como un mayor haz de luz, mejor alcance así como una iluminación más efectiva.



Evolución del alumbrado

En los primeros vehículos, el alumbrado no representaba un papel importante puesto que no se circulaba de noche, por lo que se utilizaban faroles con velas o a combustible como alumbrado.

A principios del siglo XX empezaron a utilizarse las primeras lámparas eléctricas, pero de manera simbólica, ya que las baterías de los vehículos no se recargaban durante la marcha. Con la invención de la dinamo en 1906, se extendería su utilización hasta nuestros días.

Las primeras lámparas fueron las llamadas incandescentes, pero la necesidad de mejorar la calidad lumínica junto con el avance de la tecnología, han hecho evolucionar el alumbrado hasta los faros Full LED de hoy día.


Pese a los más de 100 años de evolución del alumbrado, son cuatro los tipos de lámparas utilizadas.


Lámparas incandescentes

Fueron las primeras en utilizarse y su funcionamiento consiste en hacer pasar corriente por un filamento que actúa como resistencia, poniéndose incandescente y desprendiendo luz y calor. 

Es la lámpara menos eficiente, puesto que el 85% de la electricidad utilizada se convierte en calor y sólo el 15% restante en luz. Ofrece un rendimiento lumínico de 12 a 18 lúmenes por vatio (lm/W).


Lámparas halógenas

Son una variante de la lámpara incandescente.

Su principio de funcionamiento es similar al anterior, pero capaz de trabajar a más temperatura ofreciendo mayor rendimiento lumínico (de 18 a 22 lm/w) y con mayor vida útil (450 horas) que se consigue mediante el ciclo halógeno. 
Este ciclo consiste en una reacción química reversible entre el material del filamento (tungsteno) y una pequeña cantidad de gas halógeno añadida al gas noble del interior de la ampolla.
Para soportar la temperatura de funcionamiento, se sustituye el cristal de silicio por uno de cuarzo, siendo este el motivo de no poder manipular las bombillas con los dedos desnudos (el PH de la piel daña el cuarzo).


De los diferentes tipos de lámparas halógenas que existen, las más utilizadas son las H4 y H7.

Lámpara de descarga

Las lámparas de descarga, conocidas también como luces de Xenón, son el último tipo de lámparas de incandescencia. Fue creada en 1989 por Philips aunque su introducción en el vehículo no llegó hasta 1991. Son las lámparas de mayor rendimiento (de 40 a 60 lm/W) y con mayor vida útil (2.500 horas).

Esta bombilla está formada por una ampolla de vidrio que aloja dos electrodos próximos entre ellos, pero sin llegar a estar en contacto. La ampolla está rellena de vapor de mercurio a presión, junto con sales metálicas y gas xenón.

Su principio de funcionamiento consiste en hacer saltar un arco eléctrico entre los dos electrodos, provocando con una gasificación de las sales metálicas por la temperatura alcanzada que emite luz. 

Para conseguir dicho salto, es necesario un impulso de alta tensión (30.000 voltios) conseguido a través de un transformador, ya sea externo o incorporado en la misma bombilla. 

Una vez conseguido el salto, se reduce el consumo de la lámpara a niveles inferiores que las luces halógenas.



Nota: Por su principio de funcionamiento, no se debe tocar la instalación si el faro está encendido sin protegerse previamente las manos con guantes. No realizar trabajos de mantenimiento en el faro con las manos húmedas.

Tecnología LED

Los LED son un componente electrónico que al someterse a corriente emite luz. Pese a parecer una tecnología moderna, su invención vino a cargo del científico americano Nick Holonyak en 1962. Las primeras versiones sólo podían fabricarse en color rojo, verde o amarillo y emitían poca intensidad lumínica, limitando su utilización a electrodomésticos. A finales de los noventa se inventaron los leds de color azul, a partir del cual se desarrolla el led blanco al aplicarle un recubrimiento de fósforo.


Su funcionamiento consiste en hacer pasar un pequeño voltaje por un material semiconductor encapsulado en una cubierta de plástico. 

Al circular la electricidad entre las diferentes capas de dicho material, se pierde energía en forma de luz. 

El color de la luz emitida varía en función del voltaje aplicado al diodo y no del color de la cápsula, siendo para el blanco una tensión necesaria de 3.6 voltios.



Estas bombillas ofrecen muchas ventajas; como el bajo consumo, una mayor eficiencia lumínica (de hasta 150 lm/W) y una larga vida útil (12 años). El mayor enemigo del LED es la temperatura, aunque modificando el propio diseño del LED o implementando ventiladores (como en los faros de algunos vehículos) este problema queda resuelto.

Aunque no están homologados, existen recambios de las bombillas incandescentes por bombillas LED. Su instalación es bastante sencilla, sustituyendo la bombilla original por su homóloga LED, aunque a veces pueden surgir diferentes averías:

- La bombilla no se enciende: al ser un diodo, la lámpara tiene polaridad. En este caso únicamente es necesario invertir los polos de la bombilla.

- El ordenador de abordo muestra una avería o la bombilla parpadea, e incluso el vehículo no arranca (entra en modo de emergencia): esto es debido al bajo consumo del LED, haciendo que el sistema de CAN Bus no detecte la bombilla. La solución a esta avería es sustituir la bombilla por unas diseñadas específicamente para estos vehículos más modernos. Son las llamadas CAN Bus LED.


El futuro: Tecnología OLED y Láser

A principios de este siglo han aparecido los diodos OLED. Son diodos basados en una película de material orgánico semiconductor y electroluminiscente. 

Aunque su mayor desarrollo y aplicación se encuentra en las pantallas, algunos BMW implementan estos tipos de led gracias a sus ventajas: un menor consumo, son más delgados y flexibles (permitiendo crear formas más originales), los materiales para producirlos son más económicos y biodegradables. 

Actualmente sus desventajas son una menor vida útil que el LED convencional y un proceso de fabricación caro.



También BMW, ha sido el primer fabricante en implementar los faros láser en un vehículo de producción, aunque sólo se utilizan como luces de carretera a partir de 70 km/h y complementados por luces LED.

Estos consisten en un proyector láser que lanza tres rayos de luz sobre una placa de fósforo, encargada de transformar el rayo de luz en un haz útil para iluminar. 

Este sistema emite un haz de luz capaz de proyectar hasta los 600 metros de distancia.

Conclusión

El futuro nos lleva hacia luces cada vez más eficaces, con mayor vida útil y con un menor consumo, siempre en pro de una conducción más segura. Para mejorar aún más la seguridad, los fabricantes añaden sistemas de iluminación inteligente como forma complementaria en sus vehículos.

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