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Sistema de iluminación con Tecnología a LEDs

Como Elegir una Luminaria de LEDs Ya sabemos que, en lo que refiere al diseño, una de las principales ventajas que nos brindan los LEDs es su luz direccional y la posibilidad de regular su intensidad y color. Estas características abrieron un mercado de proveedores de desarrollo de artefactos, principalmente en el sector industrial y vial, que con la tecnología a LEDs, han logrado innovar y producir productos que se ajustan a la necesidad puntual de cada proyecto y a gusto del cliente. Ahora bien, están claras las ventajas económicas, medioambientales y de diseño generales, que nos brindan estos productos con respecto a las lámparas convencionales, pero a la hora de comparar artefactos a LEDs entre sí, debemos tener sumo cuidado, ya que la inversión inicial en esta línea de productos no es nada económica (aproximadamente 5 a 1 con respecto a una luminaria convencional), y una mala decisión podría conducirnos a adquirir artefactos de baja calidad, que no cumplan con los estándares de calidad prometidos en las especificaciones técnicas. Como consecuencia de lo antes mencionado, podríamos tener desperfectos a corto plazo, quedando lejos nuestra idea de retorno de inversión (considerada cumplida aproximadamente a partir de los 3 años de funcionamiento) y ganancia posterior (se estima unos 4 años luego de la amortización sobre costo), ocasionándonos pérdidas de gran magnitud, sacando como conclusión que nos hubiera convenido quedarnos con el sistema de iluminación convencional, que con tanto entusiasmo quisimos reemplazar por tecnología de iluminación a LEDs, seducidos por las ventajas que estos no brindan, pero que no son tales si se trata de artefactos de baja calidad. A continuación, de acuerdo a nuestra experiencia y a la información recopilada a nivel mundial, listaremos una serie de recomendaciones para elegir una luminaria a LEDs, que se deberán tener presente como mínimo recaudo antes de adquirir un artefacto de esta línea.

Especificaciones del LED: Los LEDs son producidos por numerosos fabricantes del mundo. Algunos de ellos han trabajado seriamente desde el comienzo en esta tecnología, invirtiendo en desarrollo e investigación. Otros no han querido perder mercado viendo que sus luminarias a base de iluminación convencional corría peligro de ser desplazada por esta nueva tecnología. Por último, y los más numerosos, son los que han visto solo una veta comercial, y aprovechándose de la popularidad de las grandes ventajas de los LEDs, han salido al mercado con productos que no cumplen con ningún tipo de normativa y desarrollo técnico, limitándose a producir copias de baja calidad.

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Refiriéndonos a este último subgrupo, podemos decir que está compuesto en su mayoría de fabricantes asiáticos. Los LEDs producidos en sus plantas obtienen condiciones iniciales similares a los de primera línea, pero con el tiempo su factor de pérdidas se agrava considerablemente haciendo que la inversión y nuestros cálculos de amortización, mengüen de una manera drástica, lo que los hace muy peligrosos, ya que los leds no nos permiten detectar su baja eficiencia en el momento de la compra y prueba inicial. De acuerdo a lo manifestado a nivel mundial, tanto por fabricantes de luminarias como usuarios finales, podemos decir que hoy día, la garantía de calidad en estos elementos está liderada por dos firmas: Citizen (JAPON) y Cree (USA). Si bien esto no significa que no existan otros fabricantes de LEDs en el mundo que elaboren un producto de calidad, adquirir luminarias que estén confeccionadas con LEDs de estas marcas nos da seguridad de la nobleza del producto, y no tendremos dudas sobre el rendimiento y la vida útil de los mismos.

Equipos Electrónicos: ¿Qué sentido tiene utilizar el mejor LED del mercado con una fuente de baja calidad, la cual puede afectar el rendimiento del LED, quemarse, o incluso sufrir desperfectos que nos obliguen a realizar un recambio o mantenimiento a corto plazo, que no se tenía previsto hasta dentro de 6 o 7 años de instalada la luminaria? Por ello, una buena elección del equipo electrónico, es tan importante como la elección del tipo de LED que se va a utilizar. Está comprobado técnicamente que la mejor opción en este caso, y en donde el LED mejor se comporta, es con la utilización de Fuentes de Corriente o LED Driver.

A diferencia de otros tipos de fuentes, un LED Driver nos brinda: • • • • • • • •

Corriente constante frente a variaciones de la tensión de alimentación. Estabilidad de los parámetros del LED – Flujo, Potencia, Temperatura, etc. Incremento de la expectativa de vida de los LEDs. Incremento de la eficacia del sistema - Menores pérdidas y calentamientos. Posibilidad de regulación de flujo – Dimming. Factor de potencia elevado – PF 0,95 o superior. Protección frente a defectos de secundario y/o temperaturas de funcionamiento anormales. Vida 50.000 horas – Si el driver trabaja dentro de su rango nominal

Como ocurre en los LEDs, en los equipos electrónicos se da una situación muy similar. Existen fuentes tanto nacionales como asiáticas con una gran calidad, pero también los hay, y lamentablemente en su gran mayoría, fabricantes de LED drivers cuyos diseños y componentes electrónicos no brindan fiabilidad y seguridad. Los problemas que nos pueden surgir en este tipo de equipos son los siguientes:

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Falta de protección térmica, o en el caso de existir, que la misma no corte la entrada de tensión y dañe los LEDs. Excesivo ajuste de las resistencias y otros componentes para su abaratamiento: En picos de tensión de la propia red, en el equipo puede fundirse algún componente. Inestabilidad de la corriente continua y acortamiento de la vida útil del LED.

Es importante hacer hincapié que los países asiáticos no tienen una protección sobre patentes, ni tampoco existe una protección jurídica sobre las empresas fabricantes. Cualquier garantía que se dá, siempre debería recaer sobre el importador, pero en algunas ocasiones dichos importadores no quieren asumir esta responsabilidad, dejando toda la garantía en un fabricante lejano inaccesible, y sin garantía real ante un problema de la luminaria. Si los certificados de garantía son directamente de un fabricante asiático, es muy probable que en unos años perdamos esa validez de garantía, sumando a esto la falta de protección jurídica contra empresas asiáticas en sus países. Las luminarias LED, poseen una vida útil estimada en 70.000 horas, por ello es fundamental en estos casos saber con quién se está realizando la compra de equipos electrónicos, y si esa garantía cubrirá el periodo estipulado.

Disipación térmica: Comencemos con una breve descripción técnica del tema. La gestión térmica, o lo que es lo mismo, una buena disipación del calor, es esencial para garantizar la duración y el correcto funcionamiento de un LED. Se dice que la luz generada por un LED es una “luz fría”, ya que no emite calor. Sin embargo, hay que aclarar que el chip LED sí emite calor, aunque lo hace de una forma diferente a una bombilla incandescente o fluorescente. La diferencia fundamental, es que el calor se proyecta en dirección contraria a la luz. Por eso la luz es fría, pero ciertas partes de la luminaria pueden llegar a acumular mucho calor.

Para que la lámpara LED funcione correctamente, y su vida útil sea la máxima posible, es fundamental evacuar eficientemente el calor que se acumula en el chip. El exceso de temperatura puede llegar a reducir considerablemente la vida de una luminaria LED, y puede afectar también a la calidad de la luz emitida (color, intensidad, etc.).

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Una correcta gestión térmica es esencial, ya que el exceso de calor: • • • • •

Degrada el fósforo y reduce la vida de la lámpara Reduce el rango de temperatura ambiental a la que puede funcionar Influye en el funcionamiento del driver Altera los colores Reduce la intensidad de la luz

La disipación del calor de un LED se realiza en cuatro etapas sucesivas: • • • •

El calor generado por el flujo de corriente, se acumula en el punto de unión del chip. Desde el punto de unión se traslada a la placa base o circuito impreso Desde la placa base se trasmite al disipador de calor Del disipador de calor se libera al ambiente

¿Qué elementos influyen en la gestión térmica? La placa base o circuito impreso Los LEDs de baja calidad a menudo presentan defectos en la soldadura de la placa base, o en el propio sustrato, provocando que la resistencia aumente de un punto a otro, lo que aumenta la temperatura del LED. Este punto quedaría cubierto con la utilización de una marca reconocida, como las mencionadas anteriormente.

Unión entre el chip y la placa base Las uniones entre LED y placas deben ser realizadas con sumo detalle, con la utilización de maquinarias especializadas para estos trabajos. Soldaduras manuales ordinarias, afectan la conductividad térmica.

El disipador de calor El disipador de calor es una estructura metálica, normalmente estriada, con surcos o aletas, que ayuda al desalojo del calor de los LEDs de una luminaria. En aplicaciones industriales son absolutamente necesarios para que la lámpara alcance la duración determinada, y funcione correctamente incluso a una temperatura ambiente alta. Muchos fabricantes actuales utilizan disipadores estándar o bases de metal, sin ningún tipo de cálculo o análisis para lograr una correcta disipación del calor emitido por el LED.

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Conclusión: Analizando lo antes expuesto, vemos que una luminaria a Leds posee tres puntos críticos: LED – FUENTE – DISIPADOR Estos factores deben estar cubiertos, o por lo menos haber despejado nuestras dudas antes de la adquisición del artefacto. A continuación, detallamos una lista de preguntas guía que nos darán un panorama del artículo a evaluar, y una perspectiva del nivel de conocimiento del fabricante: LED • • • •

¿Qué marca de LEDs está usted utilizando? ¿Podría usted brindarnos la garantía escrita de la casa matriz? ¿Qué eficiencia poseen? ¿Qué temperatura de color tiene el LED? ¿En qué franja de temperaturas puede variar?

FUENTE • • • • • • •

¿Cuál es el origen de la fuente? ¿Cuál es su marca? ¿Qué tipo de fuente está usted utilizando?, ¿Es una fuente de corriente constante? ¿Cuál es la distorsión armónica de la misma? ¿Posee sello IRAM? ¿Qué otras certificaciones posee? ¿Puede brindarme una garantía escrita propia, de los parámetros mencionados?

DISIPADOR • ¿En qué rango de temperatura está trabajando el LED? • ¿Cuál es la temperatura de trabajo del led indicada por el fabricante? • Estas mediciones ¿a qué rango de temperatura ambiente fueron tomadas? • ¿Cómo realizan las soldaduras entre el chip y la placa base? • ¿Qué tipo de disipador está usted utilizando?, ¿es un diseño propio?, ¿de qué materiales está compuesto?

Es así, puede resultar tedioso, pero a fin de evitar sorpresas y pérdida de dinero, es necesario tomar estas precauciones y de dedicarle tiempo al análisis técnico antes de la adquisición, sobre todo si estamos hablando de iluminación que tendrá como destino final sectores industriales, en donde las exigencias sobre los artefactos serán extremas, tanto a nivel eléctrico como ambiental. Por supuesto, luego de este análisis y siendo satisfactoria nuestra evaluación, deberemos ocuparnos de los estudios luminotécnicos, que nos brindarán los valores precisos de la iluminación necesaria para el sector.

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