La luz eléctrica a 130 años de su invención

La invención de la luz eléctrica en la segunda mitad del siglo XIX cambió por completo el estilo de vida en las zonas urbanas, permitiendo la realización de actividades nocturnas que antes estaban reservadas a las horas de sol. Un ejemplo de este tipo de actividades, entre muchas otras, son los eventos deportivos nocturnos, que hoy en día son comunes y que hubieran sido impensables hace 150 años. En relación a esto, es ilustrativo recordar que el primer partido nocturno de béisbol de grandes ligas se llevó a cabo en Cincinnati, Ohio, en el año de 1935, entre los equipos Rojos y Filis, y que el evento generó mucho escepticismo entre los demás equipos de la liga que rechazaron realizar el experimento en sus estadios.

Uno de los hechos clave para el desarrollo de la luz eléctrica en el siglo XIX como una industria exitosa fue la aparición en 1879 de la lámpara incandescente de Thomas Alva Edison. En la actualidad, sin embargo, 130 años después, las condiciones mundiales han cambiado -fundamentalmente en relación al problema del calentamiento global- y la lámpara incandescente está sujeta a muchas críticas por su baja eficiencia. En efecto, encontramos que la mayor parte de la radiación que emite dicha lámpara es infrarroja, con el resultado de que solamente entre el 2 % y el 3 % de la energía eléctrica que consume se convierte finalmente en energía luminosa. Los críticos de las lámparas incandescentes apuntan que, ya que un 10 % la energía eléctrica consumida se emplea para iluminación, se obtendría un substancial ahorro de energía sustituyendo a dichas lámparas por fuentes de luz más eficientes, con el consecuente impacto ambiental positivo.

Entre los candidatos para sustituir a las lámparas incandescentes se encuentran las lámparas fluorescentes. La luz en este tipo de lámparas, que contienen vapores de mercurio en su interior, se genera en dos etapas. En un primer paso, el mercurio se excita por medio de una descarga eléctrica produciendo luz ultravioleta -que no podemos ver-, la cual es absorbida en el material que recubre el tubo por su parte interior; enseguida, como respuesta, el material del recubrimiento emite luz visible que es la que finalmente escapa de la lámpara. Las lámparas fluorescentes tienen eficiencias luminosas en el rango del 7% al 10%, es decir, cuatro o cinco veces mayores que la eficiencia de las lámparas incandescentes. Las primeras, sin embargo, tienen también sus críticos, quienes objetan la contaminación ambiental con mercurio que producen una vez que son desechadas.

Una segunda opción de reemplazo de las lámparas incandescentes la constituyen las lámparas basadas en los diodos emisores de luz, también conocidos como LEDs por sus siglas en inglés. Los LEDs son dispositivos de “estado sólido”, que son fabricados con materiales “semiconductores”. La tecnología de los LEDs es pariente cercana de aquella empleada en la fabricación de microprocesadores y memorias de computadora, aunque usando materiales semiconductores distintos. Comparados con las lámparas incandescentes y fluorescentes, los LEDs son mucho más compactos, duraderos, resistentes al impacto y con eficiencias luminosas comparables, y con una clara tendencia al crecimiento, a las de las lámparas fluorescentes. Los LEDs, además, tienen características únicas, que las hacen diferentes de las lámparas eléctricas convencionales. Entre estas ventajas se encuentra la posibilidad de controlar la tonalidad de la luz emitida por la lámpara como se verá enseguida.

Sabemos –desde tiempos de Isaac Newton 350 años atrás- que si combinamos colores en las proporciones adecuadas es posible obtener luz blanca. Sí, por otro lado, modificamos estas proporciones obtendremos una tonalidad que dependerá del grado de modificación que hagamos. La luz del Sol, por ejemplo, tiene al amarillo y al verde como colores dominantes y de aquí resulta su tonalidad amarilla. Una lámpara fluorescente, por otro lado, tiene una tonalidad ligeramente azul, también por su composición de colores. De este modo, integrando en una lámpara tres LEDs con colores, rojo, verde y azul, es posible controlar la tonalidad de la luz que emite dicha lámpara cambiando las intensidades de los haces de luz de colores de los LEDs en una manera predeterminada. Esta posibilidad no existe, o no es práctica de realizar, en las lámparas fluorescentes e incandescentes.

Hoy en día encontramos a los LEDs en un buen número de aplicaciones: semáforos para el control de tráfico urbano, pantallas para el despliegue de información, fuentes de luz fría para aplicaciones médicas y de otro tipo, etc. Los LEDs, sin embrago, no han irrumpido de manera masiva en el mercando de la iluminación de espacios públicos y privados. Esto es debido a factores tanto económicos –altos precios- como tecnológicos. En el mediano plazo, sin embargo, los LEDs con seguridad dominarán las aplicaciones masivas de iluminación artificial, no solamente por sus ventajas y superioridad tecnológica sobre otras fuentes de luz eléctrica, sino también por los problemas de contaminación de mercurio de las lámparas fluorescentes, que hoy en día son su más fuerte competencia.