LA REVOLUCION DE LA ILUMINACIÓN
El mundo se iluminará de forma diferente dentro de algunos años. Los ingenieros de los Sandia National Laboratories y de otros organismos de investigación están trabajando en un proyecto que establecerá las bases científicas y tecnológicas para la sustitución de las actuales bombillas incandescentes y tubos fluorescentes por diodos semiconductores emisores de luz.
Los LEDs serán los protagonistas de la denominada "iluminación de estado sólido", una revolución comparable a la que experimentó la electrónica hace 50 años,cuando las lámparas y los tubos de vacío fueron reemplazados por semiconductores. Y tal como ocurrió en la revolución microelectrónica, la iluminación de estado sólido podría proporcionar nuevas aplicaciones que aún desconocemos.
Como explica James Gee, uno de los líderes del proyecto, los LEDs ya se encuentran en juguetes, electrónica de consumo,luces de tráfico, grandes pantallas exteriores, etc. Se trata de dispositivos que deben ser duraderos, compactos y operar a baja temperatura. En algunas aplicaciones los LEDs también ahorran dinero, ya que consumen menos energía. Así,en las señales de tráfico, consumen sólo una décima parte de lo que gastan las bombillas tradicionales, lo que permite que se paguen por sí mismos en el plazo aproximado de un año.
A medida que la tecnología avance, se espera que la iluminación de estado sólido supere de forma amplia a otras fuentes de luz, tanto en coste como en rendimiento.
Los LEDs, que ahora pueden servir también como fuente de luz blanca, son 10 veces más eficientes que las bombillas incandescentes y dos veces más que los fluorescentes. Así, el reemplazo de estos sistemas tradicionales por LEDs de nuevo diseño colaborará en la reducción del consumo mundial de energía.
La iluminación es en la actualidad responsable del 20 por ciento del consumo eléctrico. En una nación industrializada,el uso de la tecnología de estado sólido para esta tarea reduciría el consumo en un 10 por ciento.
Los LEDs fueron desarrollados en 1962 por la compañía General Electric. En 1968 empezaron a ser incorporados en diversos productos. Sin embargo, hasta 1985 sólo eran utilizados en aplicaciones de escasa señal. A partir de esta fecha, su potencia se vio aumentada y se abrieron nuevas vías de utilización. En 1993 se desarrolló un LED de luz azul, después paulatinamente mejorado. Hoy en día, existen LEDs eficientes para luz de colores diversos, del rojo al azul, pasando por el verde, lo que permite generar luz blanca para iluminación.
El principal problema es que las fuentes de luz basadas en LEDs son caras (en dos órdenes de magnitud respecto a las bombillas comerciales), y no serán prácticas hasta que su coste se reduzca o aumente su eficiencia. Este es precisamente el objetivo del LEDsproject.
Los LEDs serán los protagonistas de la denominada "iluminación de estado sólido", una revolución comparable a la que experimentó la electrónica hace 50 años,cuando las lámparas y los tubos de vacío fueron reemplazados por semiconductores. Y tal como ocurrió en la revolución microelectrónica, la iluminación de estado sólido podría proporcionar nuevas aplicaciones que aún desconocemos.
Como explica James Gee, uno de los líderes del proyecto, los LEDs ya se encuentran en juguetes, electrónica de consumo,luces de tráfico, grandes pantallas exteriores, etc. Se trata de dispositivos que deben ser duraderos, compactos y operar a baja temperatura. En algunas aplicaciones los LEDs también ahorran dinero, ya que consumen menos energía. Así,en las señales de tráfico, consumen sólo una décima parte de lo que gastan las bombillas tradicionales, lo que permite que se paguen por sí mismos en el plazo aproximado de un año.
A medida que la tecnología avance, se espera que la iluminación de estado sólido supere de forma amplia a otras fuentes de luz, tanto en coste como en rendimiento.
Los LEDs, que ahora pueden servir también como fuente de luz blanca, son 10 veces más eficientes que las bombillas incandescentes y dos veces más que los fluorescentes. Así, el reemplazo de estos sistemas tradicionales por LEDs de nuevo diseño colaborará en la reducción del consumo mundial de energía.
La iluminación es en la actualidad responsable del 20 por ciento del consumo eléctrico. En una nación industrializada,el uso de la tecnología de estado sólido para esta tarea reduciría el consumo en un 10 por ciento.
Los LEDs fueron desarrollados en 1962 por la compañía General Electric. En 1968 empezaron a ser incorporados en diversos productos. Sin embargo, hasta 1985 sólo eran utilizados en aplicaciones de escasa señal. A partir de esta fecha, su potencia se vio aumentada y se abrieron nuevas vías de utilización. En 1993 se desarrolló un LED de luz azul, después paulatinamente mejorado. Hoy en día, existen LEDs eficientes para luz de colores diversos, del rojo al azul, pasando por el verde, lo que permite generar luz blanca para iluminación.
El principal problema es que las fuentes de luz basadas en LEDs son caras (en dos órdenes de magnitud respecto a las bombillas comerciales), y no serán prácticas hasta que su coste se reduzca o aumente su eficiencia. Este es precisamente el objetivo del LEDsproject.
LUZ DE BURBUJAS DE GAS
Una burbuja de gas excitada por ultrasonidos convierte una pequeña fracción de la energía sónica en luz. Este fenómeno, denominado sonoluminiscencia, ha venido observándose desde hace décadas. Ahora, químicos de la University of Illinois han conseguido por primera vez medir las reacciones químicas y la emisión de luz de una única burbuja de agua excitada por ondas de sonido.
Ken Suslick y Yuri Didenko, autores del trabajo, conocen bien el fenómeno. Cuando se aplican ultrasonidos a un líquido, se produce un proceso llamado cavitación, que implica la formación, crecimiento, compresión y colapso de burbujas microscópicas. Estas pequeñas oscilaciones pueden causar un intenso calor y presión, similares a las condiciones producidas a gran escala por las explosiones u ondas de choque. Esta excitación puede ocasionar también la emisión de cortos destellos de luz.
El uso de ultrasonidos para inducir reacciones químicas de alta energía podría tener interesantes aplicaciones industriales y médicas. Pero, antes, los científicos necesitar cuantificar la energía y las partículas moleculares liberadas dentro de una única burbuja aislada.
El experimento de Illinois mostró que a medida que las burbujas pulsantes de agua colapsan, crean temperaturas lo bastante altas como para romper las moléculas.
En este proceso, menos de una millonésima de energía sónica es convertida en luz. Mil veces más energía se va en la formación de átomos, fragmentos moleculares e iones. La mayor parte de la energía sónica es convertida en energía mecánica, causando ondas de choque y movimiento en el líquido que rodea a la burbuja de gas.
La cavitación, que dirige el colapso implosivo de estas burbujas, crea temperaturas parecidas a las que se encuentran en la superficie del Sol y presiones como las del fondo del océano. Este fenómeno ofrece un medio de concentrar la energía difusa del sonido en una forma químicamente útil.
Se estiman diversas aplicaciones, como la eliminación del azufre de la gasolina, la mejora de las reacciones químicas utilizadas para fabricar fármacos, etc.
Ken Suslick y Yuri Didenko, autores del trabajo, conocen bien el fenómeno. Cuando se aplican ultrasonidos a un líquido, se produce un proceso llamado cavitación, que implica la formación, crecimiento, compresión y colapso de burbujas microscópicas. Estas pequeñas oscilaciones pueden causar un intenso calor y presión, similares a las condiciones producidas a gran escala por las explosiones u ondas de choque. Esta excitación puede ocasionar también la emisión de cortos destellos de luz.
El uso de ultrasonidos para inducir reacciones químicas de alta energía podría tener interesantes aplicaciones industriales y médicas. Pero, antes, los científicos necesitar cuantificar la energía y las partículas moleculares liberadas dentro de una única burbuja aislada.
El experimento de Illinois mostró que a medida que las burbujas pulsantes de agua colapsan, crean temperaturas lo bastante altas como para romper las moléculas.
En este proceso, menos de una millonésima de energía sónica es convertida en luz. Mil veces más energía se va en la formación de átomos, fragmentos moleculares e iones. La mayor parte de la energía sónica es convertida en energía mecánica, causando ondas de choque y movimiento en el líquido que rodea a la burbuja de gas.
La cavitación, que dirige el colapso implosivo de estas burbujas, crea temperaturas parecidas a las que se encuentran en la superficie del Sol y presiones como las del fondo del océano. Este fenómeno ofrece un medio de concentrar la energía difusa del sonido en una forma químicamente útil.
Se estiman diversas aplicaciones, como la eliminación del azufre de la gasolina, la mejora de las reacciones químicas utilizadas para fabricar fármacos, etc.
LA BOMBILLA FRIA
Las bombillas de filamentos de tungsteno, las más utilizadas en todo el mundo como fuente de luz, queman nuestras manos si las tocamos. Son famosas por generar más calor que luz, un despilfarro de energía que científicos de los Sandia National Laboratories pretenden evitar con un nuevo diseño que convierte la mayor parte de la radiación infrarroja desperdiciada en frecuencias de luz visible.
Para conseguirlo, han preparado un filamento de tungsteno fabricado con un patrón cristalino interno. Con él, la eficiencia de la bombilla eléctrica incandescente
pasa de un 5 por ciento a más de un 60 por ciento.
Para conseguirlo, han preparado un filamento de tungsteno fabricado con un patrón cristalino interno. Con él, la eficiencia de la bombilla eléctrica incandescente
pasa de un 5 por ciento a más de un 60 por ciento.Este invento podría reducir en gran medida el consumo energético en todo el mundo, y paliar las deficiencias de iluminación de muchos hogares. Pero la tecnología también promete mayores eficiencias en aplicaciones térmico-fotovoltaicas. Los sistemas fotovoltaicos funcionan mejor cuando se les suministra energía
procedente de generadores de calor que emiten en longitudes de onda óptimas.Shawn Lin y Jim Fleming son los responsables de este avance. Se han basado en los trabajos sobre cristales fotónicos de silicio realizados por Eli Yablonovitch, de la UCLA, hace más de una década. Su capacidad de transmitir rayos de luz a frecuencias elegidas y desviar sus trayectorias sin pérdida de energía los hace muy interesantes. Pero también lo es su habilidad de detener otras frecuencias, evitando su paso a través de ellos.
La fabricación de los cristales tridimensionales con tungsteno permite soportar altas temperaturas y aprovechar las emisiones de luz en el rango visible. En cuanto a las radiaciones infrarrojas, éstas se ven suprimidas y la energía térmica de excitación es redirigida hacia el espectro visible, aumentando su rendimiento.
Lo más curioso es que la lógica del proceso aún no ha sido explicada. Podría ocurrir que la luz variara su velocidad al propagarse a través de tales estructuras, pero aún deben efectuarse nuevos estudios teóricos que lo confirmen.
La fabricación de los cristales tridimensionales con tungsteno permite soportar altas temperaturas y aprovechar las emisiones de luz en el rango visible. En cuanto a las radiaciones infrarrojas, éstas se ven suprimidas y la energía térmica de excitación es redirigida hacia el espectro visible, aumentando su rendimiento.
Lo más curioso es que la lógica del proceso aún no ha sido explicada. Podría ocurrir que la luz variara su velocidad al propagarse a través de tales estructuras, pero aún deben efectuarse nuevos estudios teóricos que lo confirmen.
No hay comentarios:
Publicar un comentario