En diez años, la iluminación LED ha pasado de ser una palabra de moda tecnológica a convertirse en el estándar del sector, con mejoras exponenciales en el control óptico y la eficiencia energética. ¿Cómo han evolucionado los LED? ¿A qué retos se enfrentan los desarrolladores de producto? ¿Y cuál es el futuro de esta tecnología?
El paso del LED a las fuentes de luz tradicionales ha sido transformador, el ahorro energético se ha disparado y nunca antes los compradores habían dispuesto de una gama de productos tan amplia. Sin embargo, no siempre fue así: en los primeros tiempos de la iluminación LED, los fabricantes de semiconductores se enfrentaban a la presión de conseguir mayor eficacia y precios más bajos.
Cómo han evolucionado los chips LED a lo largo del tiempo
Los primeros encapsulados Dual In-Line consistían en un marco rudimentario de cátodo y ánodo con hilos de unión en cuña, con una salida de lúmenes muy baja y un rendimiento óptico deficiente. Los LED encapsulados (denominados habitualmente LED de potencia media) mejoraron esto con mayor potencia y buenos lúmenes por dólar. Un reflector de plástico rodeaba un chip sujeto en encapsulante epóxico, con fósforo aplicado para ajustar las temperaturas de color. Estos LED de potencia media adolecían de un mantenimiento de lúmenes deficiente a alta potencia, en parte debido a la degradación de los reflectores de plástico.
La mayor parte del mercado de alumbrado público actual utiliza LED de encapsulado cerámico de alta potencia, una solución de alta potencia con excelente rendimiento térmico gracias al contacto con un material de base conductor. Los encapsulados cerámicos llevaron los LED más allá de los reflectores internos, utilizando en su lugar materiales de lente como forma de óptica primaria.
Los LED Chip On Board (COB) ofrecieron un salto cualitativo en la potencia máxima de un único encapsulado, con salidas potenciales superiores a 100 vatios. Al montar una matriz de LED sobre un gran sustrato de aluminio, se puede obtener un flujo total más elevado con un excelente rendimiento térmico. Se aplica un recubrimiento de fósforo único a toda la superficie, ofreciendo una buena uniformidad de color con un perfil de bajo grosor. El desarrollo continuo de la tecnología COB ofrece mayor eficiencia LED, que INDO ha integrado en nuestras ópticas CHROMA y en la nueva CHROMA-X, en constante mejora.
Los LED Chip Scale Package (CSP) suponen otro cambio de paradigma en el modo en que se desarrolla y construye la iluminación LED; son en esencia un LED «sin encapsulado». El chip se construye a partir del propio LED, una almohadilla de unión eléctrica y un recubrimiento de fósforo, sin sustrato, reflectores, cúpulas de epoxi, hilos de unión ni marcos de conexión.
Este factor de forma increíblemente reducido ofrece tanto oportunidades como retos de diseño. La eliminación del marco de conexión elimina la degradación por azufre, mientras que la supresión de los hilos de unión aumenta considerablemente la fiabilidad del producto. Al comportarse más como una fuente puntual, estos chips facilitan el control óptico y la consecución de mejores ángulos de corte.
El reto de los CSP
El reducido tamaño de un CSP hace que su posicionamiento dentro de una lente sea aún más importante; la naturaleza de 5 caras de estos dispositivos requiere especial atención para un control óptico adecuado. Pequeñas desviaciones pueden alterar drásticamente las propiedades fotométricas de una luminaria CSP, lo que exige un cuidado adicional durante el proceso de fabricación y técnicas de diseño novedosas para garantizar un ensamblaje a prueba de errores y la versatilidad del producto.
Los principales fabricantes llevan aproximadamente dos años promoviendo los CSP, y muchos de los grandes actores del mercado de semiconductores presentaron sus ofertas de producto en la feria Light & Building de Frankfurt en 2016. Sin embargo, las soluciones de lente aún no han dado respuesta a los retos ópticos que plantea un LED tan pequeño. Para aprovechar los últimos avances, INDO emprendió su propio proyecto de desarrollo de una solución óptica para CSP en el cuarto trimestre de 2016.
El resultado final de ese desarrollo fue la nueva solución óptica NAVIGATOR, un motor de luz versátil con una gama de 17 distribuciones diferentes, que ofrece un control óptico mejorado respecto a los tipos de LED anteriores y que catapultó a INDO hacia su siguiente proyecto: la Óptica Variable.
Óptica Variable: una solución de control fotométrico
Un control óptico más preciso y un tamaño de lente reducido permiten el desarrollo innovador de luminarias de óptica variable, en las que las propiedades fotométricas pueden controlarse y modificarse dinámicamente sobre la placa, lo que posibilita desarrollar una luminaria capaz de adaptarse a las condiciones cambiantes de la vía. Esto otorga un control absoluto a los clientes y se integra perfectamente con la visión de las ciudades inteligentes.
Las imágenes y el vídeo a continuación muestran una demostración conceptual de estas ópticas de cambio dinámico en un entorno de prueba controlado.
Derecha: distribución más estrecha e intensa
Obsérvelo con atención: verá cómo la distribución cambia lenta y gradualmente.
¿Qué beneficios puede ofrecer esta Óptica Variable patentada de INDO?
- Mayor facilidad en la gestión de compras y control de almacenes, con menos unidades de stock necesarias
- Permite luminarias adaptativas que pueden ajustarse remotamente tras la instalación para responder a factores ambientales o situacionales cambiantes
- Posibilita esquemas más eficientes, ajustando cada punto de iluminación según las necesidades
- Solución potencial ante reclamaciones o quejas de vecinos
Con la capacidad de modificar el área efectiva a voluntad, los gestores de activos pueden cambiar la dinámica de sus instalaciones con simples comandos, respondiendo a los requisitos cambiantes y a la retroalimentación de los vecinos.
INDO sigue avanzando en nuestros desarrollos de tecnología Direct Drive, ofreciendo una selección de ópticas y LED en todos nuestros productos. El equipo de INDO continúa creciendo y aprendiendo, volcando su experiencia técnica en futuros proyectos de desarrollo.
Las últimas soluciones de motor de luz también estarán disponibles en nuestra nueva luminaria para autopistas, la AIR3 >
