La importancia del color

El pasado martes 7 de octubre se anunciaron los ganadores del premio Nobel de física 2014. La distinción en esta ocasión correspondió a los investigadores japoneses Isamu Akasaki de la Universidad Meiji, Hiroshi Amano de la Universidad de Nagoya, y Shuji Nakamura, nacionalizado estadounidense, de la Universidad de California, Santa Bárbara. El premio les fue concedido por el desarrollo de las lámparas LED de luz azul. Empleando estas lámparas es posible fabricar lámparas LED de luz blanca, las cuales prometen convertirse en las fuentes de iluminación del siglo XXI.

En 1879 Thomas Alva Edison desarrolló la primera lámpara incandescente que fue comercialmente viable y con esto inauguró la era de la luz eléctrica. No es difícil imaginar el impacto que la luz eléctrica tuvo en su momento en el mundo. Repentinamente, los altos niveles de iluminación que pudieron conseguirse por medios artificiales posibilitaron la realización de actividades que antes eran exclusivas del día. Así, la luz eléctrica trajo el día a la noche.

Comúnmente se considera que la lámpara LED será para el siglo XXI lo que la lámpara incandescente fue para el siglo XX. La emergencia de la lámpara LED, no obstante, no ha sido tan espectacular como lo fue en su momento la aparición de la lámpara incandescente. Esto es debido a que, mientras que esta última sustituyó muy ventajosamente a fuentes de luz de tecnología añeja –como la vela de cera y la lámpara de gas o de aceite– la lámpara incandescente y la lámpara LED son ambas de naturaleza eléctrica. Así, el público en general no percibe a estos dos tipos de lámparas como fuentes de luz radicalmente diferentes.

Y, sin embargo, lo son. En el caso de una lámpara incandescente la luz es generada haciendo circular una corriente eléctrica a través de un filamento metálico, mientras que en una lámpara LED la luz se genera haciendo pasar una corriente a través de un semiconductor, un material que es en varios sentidos similar al material con el que se fabrican los cerebros de las computadoras pero de una diferente composición química.

En el caso de la lámpara incandescente la corriente eléctrica calienta el filamento y éste emite luz –se pone al rojo vivo o al rojo blanco según la temperatura que alcanza–. Un problema con la lámpara incandescente es que la mayor parte de la luz generada tiene la forma de radiación infrarroja que no podemos ver, y en consecuencia su eficiencia es notablemente baja. El LED, en contraste, no necesita que se eleve su temperatura para emitir luz –de hecho, se busca que durante su operación la temperatura se mantenga lo más baja posible– con lo que su eficiencia resulta varias veces más grande que la de su contraparte incandescente.

Como sabemos, la pobre eficiencia de las lámparas incandescentes no fue obstáculo para su proliferación en el siglo XX. En la actualidad la situación ha cambiado, dados los problemas que enfrenta el mundo, asociados al creciente consumo global de energía y a la contaminación ambiental que éste genera. En este punto hay que hacer notar que un cuarto de la energía eléctrica generada en el mundo se emplea en iluminación. La sustitución de fuentes de luz ineficientes por lámparas LED podría resultar entonces en un ahorro considerable de energía.

En el año de 1962 el investigador Nick Holonyak, que entonces fungía como científico asesor de la compañía General Electric, desarrolló lámparas LED de luz roja. Una década después otro grupo de investigación fabricó lámparas de luz verde. Una vez alcanzado este punto se buscó activamente el desarrollo de lámparas de color azul. Esto con el objeto de contar con fuentes de luz con los tres colores primarios, azul, verde y rojo, cuya mezcla produjera una lámpara de luz blanca. Las fuentes de luz azul, no obstante, eludieron la búsqueda de los científicos por tres décadas, hasta que los esfuerzos de Nakamura, Akasaki y Amano fueron recompensados con el éxito en la década de los años noventa.

Si bien el otorgamiento del premio Nobel a los científicos japoneses ha sido ampliamente reconocido como merecido, Holonyak se siente ignorado por el comité Nobel en sus merecimientos como inventor de la primera lámpara LED de luz visible. En declaraciones a la prensa escrita, Holonyak se pregunta por qué el desarrollo del LED azul tiene valor Nobel mientras que el desarrollo del LED rojo, que ocurrió primero, no lo tiene. Añade que el LED azul nunca hubiera sido desarrollado sin el trabajo que él y otros investigadores llevaron a cabo en los primeros años de la década de los sesenta.

Aparentemente no habría razón para haber ignorado el trabajo de Holonyak y otros, llevado a cabo tres décadas antes que el desarrollo que produjo el premio Nobel. Aunque habría que conceder que si bien en muchos aspectos de la vida escoger entre el rojo y el azul es una cuestión de gustos, en el caso de las lámparas LED la cosa es un poco más complicada. Esto debido a que es posible fabricar una fuente de luz blanca empleando solamente un LED azul, lo que no se puede hacer con un LED rojo.

Al margen de la controversia, lo que sí es muy probable es que el desarrollo de las lámparas LED azules tendrá un impacto público de gran magnitud, aunque quizá no tan espectacular como el que tuvo la lámpara incandescente hace más de un siglo.