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Iluminación

Tecnología LED: Uso y errores más comunes

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Bombilla LED iluminada y sostenida por dos manos abiertas sobre césped

Aunque lleva mucho tiempo entre nosotros, la tecnología LED descubierta en 1962 por Nick Holonyak, no ha sido hasta uso del LED para la iluminación no fue posible en 1994, cuando el equipo del investigador Shuji Nakamura dio a luz el primer led de luz azul brillante, provocando un cambio de paradigma en la forma en la que se utiliza la energía eléctrica para la iluminación.

La historia de la iluminación se remonta al invento por parte de Thomas Alba Edison de la primera bombilla de filamento incandescente, allá por el año 1880, durante mucho tiempo la iluminación artificial ha ido evolucionando de forma lenta pero basándose en tecnologías incandescentes, una tecnología en la que gran parte de la energía utilizada se empleaba en transformarse en forma de calor. Con la invención del LED se produce un cambio sustancial y la mayor parte de la energía que consume las bombillas con esa tecnología va destinada a iluminación, consiguiéndose una eficiencia energética muy alta (del 95-98% aproximadamente) y una larga vida útil.

¿Por qué duran tanto y consumen tan poco?

Las bombillas incandescentes transforman el 5% de la energía recibida en luz, el resto es calor, las fluorescentes o de bajo consumo transforman alrededor del 30% de la energía que consumen, frente al 95-98% del LED, es sencillo calcular que para proporcionar el mismo flujo lumínico la cantidad de energía a consumir es mucho menor.

En su ahorro energético está una de las causas de su larga vida útil, la energía calorífica es uno de los enemigos de la electricidad y la electrónica en general, ya que provoca un envejecimiento prematuro de los mismos derivando en rotura o fallo. En general la ausencia de filamentos hace que sean más resistentes a golpes y vibraciones, no se puede decir lo mismo de la electrónica que sustenta al LED.

Tipología de LED

–                LED Común o DIP. Es el más clásico, descubierto al principio es el que se utiliza para los pilotos de los aparatos electrónicos, pero están siendo sustituido poco a poco por los nuevos más avanzados.

–                LED SMD. Es un LED encapsulado en una resina semirrígida y que se ensambla de forma superficial, dando una gran cantidad de luz. Debido a su colocación sobre circuito impreso para la creación de luminaria o bombilla permite que se pueda configurar para mostrar una amplia variedad de colores a través de un tripe LED con colores primarios, en general pueden reproducir hasta 16 millones de colores. Cuentan con un IRC (índice de reproducción cromática) superior al 80%. Prácticamente no generan calor, en general necesitan de una óptica apropiada para concentrar o dispersar el haz de luz a pesar de tener una eficiencia lumínica relativamente alta, sobre unos 60 Lm/W (como comparación una incandescente proporciona 13 Lm/W)

ejemplo de LED smd con Retrofit GU10

–                LED COB o LED Chip on board, es el procedente de la inserción de multiple cantidad de LEDs en un mismo encapsulado. Esta configuración permite ofrecer más luz con la misma potencia y tamaño, con unos rendimientos algo superiores a los 110 Lm/W, al proporcionar más luz no necesitamos concentrar tanto el haz de luz, lo que a su vez desemboca en mayores ángulos de apertura. Así mismo este tipo de LED tienen un IRC que en general es superior a 90%. Lo que hace más realista la iluminación que proporciona el LED COB. Otra de sus ventajas es que disipan mejor el calor que los SMD, por lo que sufren menos.

Posibles fallos de un LED

Tenemos que tener claro que para la extensión de la tecnología LED se ha tenido que aplicar el Retrofit, que no es más que adaptar una tecnología nueva al estándar de una anterior, un ejemplo lo tenemos con los tubos T8 de Opple Lighting, que mantienen el conector T8 para el tubo y facilita la transición al LED ya que no hace necesaria la adaptación de las luminarias, además de funcionar correctamente con equipos electrónicos como magnéticos. Esto es necesario para el éxito de la implantación de una nueva tecnología, ya que hace que sea compatible y reduzca el coste de adopción, pero en general no tiene por qué ser el mejor formato para una nueva tecnología.

Varias son las causas que pueden provocar un fallo de una bombilla o una luminaria LED, en general puede ser por:

–               Mala disipación del calor. El LED produce calor, a diferencia de la bombilla tradicional donde la luz es un subproducto del efecto Joule, la producción de calor en el LED se debe a la circulación de electrones por el material, y aunque produce poco, es necesario disiparlo de la forma más rápida, y si no se disipa el calor de forma adecuada el LED acabará fallando antes de lo esperado. Otro caso de problema con la disipación del calor está en el driver del LED, que no son más que aparatos electrónicos que proporcionan una tensión variable y corriente constante al LED, en muchos casos el driver no está bien protegido y sufre por el calor que disipa el LED y provoca el fallo antes de tiempo.

–               Mal diseño de la electrónica del sistema, algunos distribuidores pueden utilizar piezas que no estén homologadas, no hay que olvidar que algunos fabricantes utilizan el marcado CE (Conformité Européenne) con intención de engañar significando China Export y esto confunde a muchos importadores sobre la fiabilidad del sistema y nos podemos encontrar con problemas de soldadura en las PCB del LED.

Marcado CE en bombilla led casquillo E27

 

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Errores comunes en la instalación del LED.

En general es posible encontrar un producto defectuoso que acorte la vida del LED, pero es más posible que errores cometidos al instalarlos provoquen que esa larga vida útil estimada acabe siendo mucho menor.

El más común es un exceso de calor como hemos mencionado antes, pero otro de los errores que pueden producir esta situación es que la bombilla o la luminaria se instale en un lugar que no permita la correcta disipación del calor, quizás por techo demasiado pequeño o por estar en una zona encerrada empotrada, o quizás dos lámparas led en un espacio pequeño, confinado y con un reflector de aluminio acabe provocando que dure menos de lo previsto inicialmente.

Aunque en el LED pueda informarse de una potencia, no hay que confundir con la potencia que este consume realmente, que suele tener pequeñas variaciones, pues no toda la potencia consumida se transforma en energía lumínica, aunque sí una gran parte de ella como hemos mencionado anteriormente. Por ello siempre hay que calcular un pequeño incremento de la energía instalada, si bien es cierto que la energía que necesitan es muy baja y no supone un problema serio, en una instalación de gran volumen es un dato importante a tener en cuenta, además, aunque la electrónica que protege al LED filtra bastante, pequeñas derivaciones o armónicos en la red pueden provocar fallos tempranos del mismo.

En otras ocasiones, la instalación no se elimina el cebador de la luminaria para fluorescentes antes de colocar el LED, esto garantiza que el led acabará siendo destruido, o dejar el equipo de arranque de un Downlight con PL LED.

Aunque cada vez menos, al ser tan poca la energía que requieren para encenderse las pastillas de la luminaria LED (sobre todo en las tiras o bombillas de baja potencia) pueden parpadear o quedarse encendidas, o semi encendidas, esto ocurre por diferentes causas:

–               en el cambio de dicroicas a led, si son a 12 V es normal que usen un transformador electrónico que no cierra bien el circuito, pues lo hace cuando detecta que no hay consumo, y mantiene una carga mínima, esto hace que el LED parpadee o quede encendido. En este caso lo mejor es sustituir el transformador por un driver apropiado.

–               Bombilla sustituida por su correspondiente en LED a 230 V, en este caso puede deberse a por una instalación errónea donde la fase esté alimentando constantemente a la luminaria en lugar de producirse el corte en el neutro, o bien por una instalación antigua donde hay dos líneas de fase alimentando a la luminaria y siempre hay un suministro, por lo que habría que cambiar la instalación o utilizar un dispositivo electrónico para recoger la corriente residual previa a la entrega el LED.

Bombilla de LED Philips abierta