ILUMINACIÓN

LED

Introducción

La tecnología LED es un sistema de iluminación duradero, de bajo consumo, muy bajo voltaje, flexible y ecológico.

En 1990 se fabricaron los primeros LED de color azul. Esto permitió fabricar LED de luz blanca. Con este avance relativamente reciente el sistema LED eclosionó como la fuente de luz de mayor proyección y futuro.

Actualmente todos los grandes fabricantes de sistemas de iluminación apuestan por esta tecnología que será la principal fuente de luz del futuro. Cada año aparecen en el mercado LED mejores, más eficientes, luminosos, seguros, cómodos de usar y, paralelamente a un uso más extendido, más económicos.

¿Qué aporta la tecnología LED?

La tecnología LED es actualmente la más ecológica de todas las posibles fuentes de luz. En comparación con todos los sistemas existentes para iluminación es el sistema que menos energía consume. Además no contiene mercurio u otros materiales tóxicos, contaminantes o radiactivos.

Puesto que no requiere generar puentes de plasma como la fluorescencia o calentar el mercurio como el neón, su encendido es prácticamente inmediato incluso a bajas temperaturas.

La temperatura de funcionamiento es mucho más amplia. Puede trabajar a temperaturas inferiores a 0º C sin ver afectada su intensidad.

Es un sistema ligero y de fácil transporte, lo que facilita su manipulación y contribuye a reducir los costes de logística y la contaminación derivada de su transporte.

La robustez que deben ofrecer los módulos, junto a que apenas pierde luminosidad a lo largo de su dilatada vida, reducen el mantenimiento y las sustituciones.

¿Qué es un LED?

LED es en realidad acrónimo de las siglas de “diodo emisor de luz” (Light Emitting Diode). Independientemente de la marca o el modelo, el principio tecnológico es el mismo. La electricidad pasa por un material semiconductor y parte de la energía se libera hacia
el exterior en forma de luz. Según el material esta luz tendrá una longitud de onda diferente y esto determinará el color.

El material semiconductor (LED die) se inserta en una óptica más o menos elaborada que llamamos diodo o LED. Existen dos tipos aplicados a la rotulación, el radial instalado en rótulos electrónicos, y el SMD o montado en superficie, utilizado en iluminación. Este segundo tipo se monta sobre un circuito integrado que deberá encapsularse de alguna forma más o menos elaborada para protegerlo. A este LED montado y protegido lo definiremos como módulo LED.

La importancia del encapsulado: protección IP y disipación de calor

La calidad del encapsulado del módulo LED es vital. En primer lugar determina el grado de protección IP del sistema, su resistencia a las inclemencias del tiempo y su durabilidad. Este grado debería ser elevado y estar marcado en los propios módulos LED junto con el sello CE o ENEC para confirmar su calidad y que se trata de un producto homologado.

En segundo lugar asegura la disipación del calor, factor clave que puede reducir o aumentar la vida del LED de forma exponencial.

Los LED no son totalmente eficientes. Entre el 50% y el 90% de la energía se pierde en forma de calor. Este calor, al contrario que con las lámparas incandescentes, se genera en dirección contraria a la luz. Puesto que los LED y su electrónica no aguantan temperaturas superiores a 125º ó 150º, debemos gestionar bien el excesivo calentamiento previendo una buena disipación del calor o sencillamente se fundirán.

El encapsulado por inyección de resinas o sistemas similares no disipan adecuadamente este calor generado por el propio LED. Con el paso del tiempo envejecen, la resina amarillea y se enturbia el color, hasta que finalmente se agrieta. A partir de ese momento el interior queda expuesto a la humedad, se pierde toda IP y puede fallar en cualquier momento.

 

Color del LED

La luz generada por un LED construido con un determinado material en el chip (o LED die) es de una longitud de onda concreta y por tanto de un color.

Hasta que no se descubrió el material para generar luz azul, no fue posible fabricar LED blancos. La luz blanca se puede generar con LED azul cubierto por una sustancia fluorescente o sumando todos los colores combinando el efecto de los distintos materiales.

Esta propiedad del LED le otorga una intensidad y una saturación de color inéditas, ya que no tiñe la luz de un determinado tono, sino que desde un principio genera la luz de este color.

El binning

El material del LED die determina la longitud de onda y ésta el color. Sin embargo, una mínima variación de las condiciones de fabricación puede cambiar el tono percibido.

Por ejemplo, entre los 350 y los 450 nm el color es azul, pero la diferencia es apreciable. Estas diferencias se deben a que es imposible controlar con precisión todos los parámetros de la producción, como la temperatura del sustrato, variaciones a nivel atómico, o la mezcla de gases.

Por ello se establece un proceso de selección posterior a la fabricación llamado BINNING (o variación chip a chip). Durante este proceso, se agrupan los LED en función de sus propiedades comunes como el flujo luminoso, el comportamiento eléctrico o el tono de color. A cada uno de estos grupos se les asigna un código BIN.

Podría decirse que el código BIN es la carta de colores de los LED como lo es la carta RAL en pintura o la carta Pantone en tintas.

Este proceso es especialmente importante en aplicaciones como la rotulación en que es indispensable una uniformidad del color óptima. Cuantos más códigos BIN se monten en una instalación más variaciones de color podremos observar.

La máxima seguridad que puede ofrecer un fabricante es el uso de un único BIN en todos sus módulos LED, independientemente de modelo, lote o fecha de fabricación. En su defecto, el fabricante debería indicar en la placa del módulo el código BIN utilizado para ese lote, modelo y fecha. De esta forma se permitirá al instalador identificar el color exacto del montaje y disponer de un sistema de trazabilidad del producto para futuras reparaciones, ampliaciones o mantenimiento. Cualquier fabricante que no indique el BIN en sus módulos no permitirá controlar el color instalado y sera probable encontrar distintos colores incluso dentro de un mismo lote.

Información de calidad y seguridad en el módulo

La forma de controlar los parámetros de calidad y seguridad de un sistema de módulos es la información proporcionada por el fabricante en los propios módulos.

El uso de LED en rótulos y letras corpóreas

1. Uniformidad de la iluminación A diferencia de las lámparas fluorescentes o el neón, los LED son puntos de luz proyectada con un ángulo determinado, no dan luz a 360º. Por ello se deberían tomar una serie de precauciones si se desea conseguir un aspecto uniforme. Los LED emiten la luz en un determinado ángulo. A menor ángulo necesitaremos una mayor cantidad de líneas de LED con los puntos de luz más próximos. Además, el relieve del rótulo deberá ser mayor. 2. Metacrilato El tipo de metacrilato que se utilice es de gran importancia ya que su índice de transmisión y su color determinarán la cantidad y el color de LED a montar. 3. Interdistancia entre LED (distancia de LED a LED) La interdistancia estándar de un sistema de módulos está calculada para conseguir una iluminación determinada en unas dimensiones de rótulo concretas. La variación de las medidas del rótulo, la distancia del LED al metacrilato, o para conseguir una mayor luminosidad, puede precisar la modificación de la interdistancia entre los módulos. 4. Las esquinas En las esquinas es recomendable hacer llegar los módulos tan cerca como sea posible, si es necesario colocando más módulos y reduciendo las distancias.

5. Colocación de los LED’s Las líneas deberían empezar siempre en un borde y si es posible colocarse en línea recta y de la forma más simétrica posible. La cantidad depende directamente de la luminosidad deseada, el ángulo del LED, el fondo, el ancho y la distancia al metacrilato. 6. Interior de la letra o elemento a iluminar Tanto en iluminación como en retro-iluminación el interior del logo o letra debe estar pintado en color blanco mate. Cualquier otro interior reflejará la luz de forma imprevisible y el resultado puede resultar insatisfactorio. 7. La pared En retro-iluminación el color y sobre todo el brillo de la pared de fondo es un elemento determinante. Si es brillante, no hará el efecto de halo ya que reflejará a modo de espejo. La superficie debe ser mate o a lo sumo satinada. Si no lo es se debe interponer un metacrilato difusor. La distancia de un rótulo retro-iluminado a la pared depende del material, el color, el brillo o la textura de la pared, por lo que es necesario que se efectúen las pruebas necesarias.