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Un proyecto europeo estudia cómo abaratar la fabricación de LED, la iluminación del futuro

01/02/2010

1 de febrero de 2010

A principios de los años 90, tuvo lugar la aparición comercial de los dispositivos LED de nitruros empleados en múltiples aplicaciones gracias a su rango espectral estrecho, eficiencia, duración y bajo consumo. Hoy en día, la tecnología ya fabrica LED de emisión monocromática, en un amplio rango espectral (violeta, azul, rojo, verde, por ejemplo), así como luz blanca de calidad, próxima a la solar, a gran escala y de forma rentable. Los LED aprovechan casi toda la energía eléctrica que consumen para crear luz, mientras la bombilla incandescente despilfarra hasta un 75% en generar calor. Constituyen una alternativa a la tradicional bombilla incandescente, e incluso a los tubos fluorescentes, cuyo tipo de luz es poco “natural” y generan residuos una vez agotados.

A pesar de sus ventajas, el uso de los LED en iluminación general todavía presenta algún lastre, en base a limitaciones técnicas: la producción eficiente de luz blanca para grandes áreas. A este propósito se dirige el proyecto europeo 'Smart Nanostructured Semiconductors for Energy-Saving Light Solutions' (SMASH), coordinado por Osram. Esta iniciativa busca el desarrollo, a través de nanotecnología, de nuevos emisores LED de luz blanca que proporcionen iluminación general a grandes ciudades. La Universidad Politécnica de Madrid, a través del Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM), participa en esta iniciativa que estudia la fabricación de emisores LED que sustituyan a los sistemas de iluminación actuales en viviendas, calles, vehículos, etc., en definitiva, grandes zonas urbanas o de aplicación masiva.


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El LED podría ser la iluminación del futuro si se superan algunos lastres técnicos y económicos.
Iluminar grandes áreas con estos emisores requiere aumentar el tamaño de los dispositivos o incrementar el número de LED. Mientras la segunda opción encarece el producto, la primera experimenta aún una baja eficiencia (relación entre consumo eléctrico e intensidad de luz obtenida). Una carencia, vinculada a aspectos tecnológicos y físicos, que se pretende solucionar, a corto plazo, aplicando diferentes métodos.

El proyecto SMASH propone el uso de nanotecnología para la fabricación de nanoleds, con geometría cilíndrica de anchuras nanométricas (20 a 150 nm) y altura de una micra. “Se trata de crear bosques de nanoleds y conectarlos entre sí, algo que optimizaría su funcionamiento ya que cada uno de estos elementos sería casi perfecto”, ha explicado Enrique Calleja, director del ISOM y responsable de este proyecto desde la UPM. Estos bosques (matrices ordenadas) serían aún más eficientes que sus equivalentes “macizos”, tendrían una durabilidad de 50 a 100 mil horas (frente a las tres mil horas de una bombilla incandescente), y su consumo sería mínimo, ya que toda la energía eléctrica se utilizaría para emitir luz, sin producir calor. Desde el ISOM, los investigadores se ocupan de fabricar ese bosque de nanoleds de manera ordenada, ya que los emisores, además de ser idénticos, han de estar repartidos siguiendo un patrón geometrico que aumenta su eficiencia (efecto de cristal fotónico).

Otra de las finalidades del proyecto es evitar el uso de fósforos (conversores) en la fabricación de LED de luz blanca. La combinación de nanoleds con los colores fundamentales (rojo, azul y verde), fabricados en un proceso único, produciría un blanco controlable en función del peso de cada componente, un proceso aún complicado pero factible a corto-medio plazo, indica Enrique Calleja.

Las dificultades actuales para la aplicación masiva de LED en iluminación general, no son solo de carácter tecnológico, sino también de índole económica. Resulta evidente que para reemplazar una tecnología ya existente, la nueva debe ser técnicamente mejor y más barata. Por ello el proyecto SMASH propone hacer un esfuerzo aún mayor para reducir el coste de estos nanoleds. En la actualidad, los LED comerciales se fabrican mediante técnicas complejas y sobre materiales caros, como el carburo de silicio o el zafiro. Para incrementar la rentabilidad de estos dispositivos, el proyecto SMASH plantea utilizar sustratos de silicio, un material barato y el más utilizado en la industria electrónica. “Con este proyecto creemos que será posible demostrar que se pueden aplicar estos dispositivos para iluminar áreas grandes con costes reducidos”, ha matizado Calleja. El proyecto europeo 'Smart Nanostructured Semiconductors for Energy-Saving Light Solutions (SMASH)'  dispone de un presupuesto cercano a los 9 millones de euros.

Comentarios al artículo/noticia

#1 - ILDEFONSO MUÑOZ NEBREDA
19/02/2010 10:46:21
ES UNA SOLUCIÓN MUY INTERESANTE PARA CONSEGUIR LOS NIVELES DE ILUMINACIÓN ACTUALES,A UN COSTE EQUIPARABLE PERO CON CONTAMINACIÓN MUY INFERIOR.-