TECNOLOGÍAS DE ILUMINACIÓN ALTERNATIVA ING MARCELO DE NÓBREGA

TECNOLOGÍAS DE ILUMINACIÓN ALTERNATIVA ING. MARCELO DE NÓBREGA

LED Light Emitting Diodes Eficiencia energética. Bajo consumo Vida estimada (aprox. 60, 000 hours) Infinidad de posibilidades y combinaciones, regulables en intensidad, cambios de colores RGB. LAMPARA LED

LED

La palabra “piezo” se deriva de la palabra Griega “piezein”que significa estrechar, apretar u oprimir. En 1880, Jacques y Pierre Curie descubrieron que al aplicar presión a un cristal de cuarzo se establecían cargas eléctricas. La piezoelectricidad es un fenómeno presentado por determinados cristales que al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctrica en su masa, apareciendo una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie.

Este fenómeno también se presenta a la inversa, esto es, se deforman bajo la acción de fuerzas internas al ser sometidos a un campo eléctrico. El efecto piezoeléctrico es normalmente reversible: al dejar de someter los cristales a un voltaje exterior o campo eléctrico, recuperan su forma. Los materiales Piezoeléctricos pueden ser utilizados para convertir energía eléctrica en energía mecánica y viceversa.

MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS Los materiales piezoeléctricos son cristales naturales o sintéticos que no poseen centro de simetría. El efecto de una compresión consiste en disociar los centros de gravedad de las cargas positivas y de las cargas negativas. Aparecen de este modo dipolos elementales en la masa y, por influencia, cargas de signo opuesto en las superficies enfrentadas. Pueden distinguirse dos grupos de materiales: los que poseen carácter piezoeléctrico de forma natural (cuarzo, turmalina) y los llamados ferroeléctricos, que presentan propiedades piezoeléctricas tras ser sometidos a una polarización (tantalio de litio, nitrato de litio, bernilita en forma de materiales monocristalinos y cerámicas o polímeros polares bajo forma de microcristales orientados).

El efecto piezoeléctrico producido por los materiales naturales tales como el Cuarzo, la Turmalina, la sal de Rochelle, etc, es muy pequeño por lo tanto se han desarrollado materiales con propiedades mejoradas como por ejemplo materiales Cerámicos, ferroeléctricos policristalinos como el Zirconato Titanato de Plomo (PZT) Cuarzo Turmalina Sal de Rochelle

Un nuevo material desarrollado por investigadores es capaz de producir energía a partir de movimientos simples como caminar o respirar. Este nuevo chip de goma está hecho de nano cintas de PZT (zirconato de titanato de plomo) y podría proporcionar electricidad a dispositivos electrónicos como teléfonos móviles. El PZT se incrusta en unas hojas de goma de silicona que producen electricidad cuando se flexionan o se aplica una presión.

APLICACIONES

Un grupo israelí ha presentado un nuevo proyecto que consiste en regar la carretera de pequeños cristales piezoeléctricos. Las pruebas se llevarán a cabo en Israel.

Los materiales piezoeléctricos, al ser sometidos a tensiones mecánicas, adquieren una polarización eléctrica en su masa. Utilizando cristales de este material, que serán aplastados por miles de vehículos diarios, se espera que generen 400 k. W por kilómetro. De forma similar a la firma holandesa SDC, la empresa americana POWERleap ha desarrollado un sistema de pavimentos que generan electricidad a partir del paso de las personas y los automóviles.

La ECOpad funciona usando un sistema de piezoelectricidad, es decir, traduce los golpes de los dedos en movimiento en energia.

Debajo del panel LCD de ECOPad está una “nano capa piezoeléctrica” que convierte los impulsos al tocar la pantalla en electricidad para darle poder a la tableta. Además, abajo del display hay un indicador que va diciendo cuánta batería queda, para ir viendo cuándo tienes que empezar a usarlo más.

Un OLED es un diodo orgánico de emisión de luz cuyo funcionamiento se basa en una capa electroluminiscente creada por una película orgánica que reacciona ante una determinada estimulación eléctrica para emitir luz.

Los leds orgánicos fueron producidos en los años 50. Pero para llegar a ellos fue necesario antes el descubrimiento del led (Light emitting doide, siglas en inglés), por Oleg Vladimirovich Losev en el año 1927. Sin embargo, no hay prueba de que se usara hasta los años sesenta. El descubrimiento y posterior desarrollo de la tecnología led llevó a desarrollar en el comienzo del siglo XXI los diodos oled (diodos LED orgánicos) fabricados con materiales polímeros orgánicos semiconductores. En un artículo de 1977, del “Journal of the Chemical Society”, Shirakawa, comunicó el descubrimiento de una alta conductividad en poliacetileno dopado con yodo. Con este descubrimiento surge la nueva tecnología de electroluminiscencia en materiales orgánicos lo que hoy en día llaman OLED. .

La estructura básica de un oled posee dos finas capas orgánicas que son capa de emisión y capa de conducción, que a la vez están comprendidas entre una fina película que hace de terminal ánodo y otra igual que hace de cátodo. En general las capas de emisión y conducción están hechas de moléculas o polímeros que conducen la electricidad. Sus niveles de conductividad eléctrica van desde los niveles aisladores hasta los conductores, y por ello se llaman semiconductores orgánicos

El ánodo ITO ( Indium-Tin-Oxide o Oxidos de Indio y Estaño) composición química del ánodo consiste en un soporte transparente de vidrio o un polímero flexible (plástico), sobre el que se deposita una mezcla de óxidos de indio y estaño que forman una capa conductora. Por último el oled tiene el cátodo, que está constituido por un metal o aleación de metales de baja función de trabajo (aluminio, calcio, litio- aluminio, magnesio-plata, etc. ).

Gracias a la cantidad de aplicaciones que otorga esta tecnología, cada vez más fabricantes vuelcan sus ojos en este material, y no es para menos pues estamos ante una opción que amplia las posibilidades de diseño y uso tanto para la fabricación de sistemas de iluminación como para gadgets que en la actualidad exigen mayor rendimiento y flexibilidad. Uno de los fabricantes que se encuentra a la vanguardia de la investigación de los OLEDs es Philips quien junto con BASF han sido los primeros en desarrollar OLEDs transparentes. Estos diodos son transparentes mientras están apagados y permiten una clara visión a través de ellos y cuando están encendidos generan una luz suave y difusa. El concepto de OLEDs transparentes tiene diversas posibilidades de aplicación y ya se están generando prototipos para su uso en ventanas, anuncios, automóviles y hasta tecnología celular.

Flexibilidad OLED permite una mayor delgadez (3 mm aproximadamente), ya que las capas de polímeros u orgánicas son mucho más finas que las capas cristalinas, que son las que se utilizan en la actualidad. Al poderse imprimir estas capas sobre un soporte flexible (en algunas tecnologías basadas en OLED, el sustrato de impresión puede ser de plástico)

Sensibilidad al agua El agua puede estropear permanentemente un OLED, lo que hace que este tipo de tecnología requiera unos sistemas especiales de protección. Degradación y períodos cortos de vida El período de vida de las capas OLED es bastante menor que el de LCD. Además, no es igual para todos los colores. En general se estima una duración aproximada (dependiendo, claro está, de la tecnología empleada) de 14000 horas, frente a las 60000 estimadas para LCD Menor consumo de energía Al ser el mismo diodo el emisor de luz, no es necesario que haya una fuente luminosa extra, como ocurre en las pantallas basadas en LCD. Esto reduce de forma más que considerable el consumo de energía

Tipo de radiación Longitudes de onda (nm) Violeta 380 -436 Azul 436 -495 Verde 495 -566 Amarillo 566 -589 Naranja 589 -627 Rojo 627 -770

Uno de los fabricantes que se encuentra a la vanguardia de la investigación de los OLEDs es Philips quien junto con BASF han sido los primeros en desarrollar OLEDs transparentes. Estos diodos son transparentes mientras están apagados y permiten una clara visión a través de ellos y cuando están encendidos generan una luz suave y difusa. El concepto de OLEDs transparentes tiene diversas posibilidades de aplicación y ya se están generando prototipos para su uso en ventanas, anuncios, automóviles y hasta tecnología celular. Algunos de estos OLEDs se pueden combinar con celdas solares, mismas que pueden ser también transparentes y así generar iluminación amable con el ambiente. El experimento de BASF y Philips aun está en la fase de pruebas. Desde 2006 ambas compañías han trabajado de manera estrecha en la fabricación de esta tecnología y han logrado colocarla en un prototipo de automóvil, el Smart Forvision EV, un auto para movilidad urbana que incorpora los OLEDs junto con celdas fotovoltaicas en un curioso techo con apariencia de colmena de abejas.

Zona de CAPTACIÓN La luz solar se capta en el tejado y se direcciona hacia abajo por el tubo Sistema de Iluminación Natural de Solatube Zona de TRANSFERENCIA La luz solar se direcciona hacia abajo a través del ático del edificio. Zona de DISTRIBUCIÓN La luz solar se distribuye a través de la habitación

Sistema de luz diurna Sunshine Captura hasta un 85% de luz solar Permite ahorrar en costos de iluminación, capturando entre un 80 a 85% de luz solar. El sistema de luz diurna Sun. Shine utiliza componentes reflectantes que capturan la luz, hacen que sea más brillante y la distribuyen uniformemente hacia el interior. Descripción: Sistema de ahorro energético que utiliza la luz diurna a través del techo Beneficios: Permite ahorrar en costos de iluminación y hace ingresar luz natural al interior Usos: Bodegas, recintos comerciales, fábricas, planteles educativos, gimnasios

Cómo funciona el sistema de luz diurna Sun. Shine Las unidades Sun. Shine son sofisticados tragaluces de alto rendimiento, también denominados claraboyas de foso profundo, y están diseñadas para emplear la luz solar a fin de proporcionar luz difusa y fría para iluminar el interior de inmuebles. • Un lente de alta tecnología en el tragaluz captura más luz para usar en interiores desde el amanecer hasta el atardecer y en días nublados, independientemente de la temporada. • Una luz altamente reflectante dirige los rayos solares hacia el inmueble y garantiza que no ocurra una ganancia o pérdida indeseable de calor. • Un lente de difusión, exclusivo de Sun. Shine, dispersa la luz uniformemente a través del inmueble. • Un sistema de control integrado con fotosensores incorpora luz artificial (interna o externa existente) sólo según sea necesario para mantener el nivel de iluminación constante deseado.

Cómo se instalan las unidades Sunshine Los tragaluces se sellan debidamente en la penetración del techo. No hay restricciones para la estructura de inmueble y es posible instalar unidades Sun. Shine en todo tipo de techos.

Como promedio, una unidad Sun. Shine de 1, 2 x 1, 2 metros (4 x 4 pies) abarca 74 a 111 metros cuadrados (800 a 1200 pies cuadrados), Sun. Shine ofrece una mayor cobertura de iluminación y no debilita la estructura del techo ya que se requiere cortar menos aberturas.

GRACIAS POR SU VALIOSA ATENCION