¿Son buenas o malas las bombillas LED?

Más recientemente, las lámparas de diodo en nuestros hogares eran una rareza. Hace apenas cinco años, las lámparas fluorescentes de bajo consumo se publicitaban ampliamente, lo que parecía ser una muy buena opción de iluminación para ahorrar energía y reemplazar las lámparas incandescentes en la vida cotidiana y en el trabajo. Incluso se han desarrollado programas para la transición a la iluminación de bajo consumo energético, ya escala nacional. Hasta el punto de que se amenazó con prohibir las lámparas incandescentes en cualquier momento. Recuerdo que alrededor de 2011, en uno de los programas de televisión, se mostraban varios tipos de lámparas de bajo consumo para el hogar y, entre otras cosas, se mostraban lámparas de diodos. Pero sus fabricantes explicaron que tales lámparas, aunque respetuosas con el medio ambiente, son de bajo consumo y muy caras, y es poco probable que puedan competir con las lámparas fluorescentes de bajo consumo en la vida cotidiana en la próxima década.

La vida ha refutado esta predicción. El rápido progreso de la iluminación LED es realmente sorprendente. La potencia de las lámparas aumenta, el costo disminuye. Ahora se puede comprar una bombilla de 11 W (equivalente a una lámpara incandescente de 75 W) por 100 - 150 rublos. En este caso, la vida útil declarada para la lámpara es de 50.000 horas. Las lámparas se han vuelto indistinguibles en forma de las lámparas incandescentes habituales, la luz blanca puede ser fría y cálida. Este nuevo dispositivo de iluminación se encuentra ahora en casi todos los hogares.

Pero, como todos los dispositivos nuevos, la lámpara LED plantea preguntas e inquietudes. ¿Dañará su salud, su vista? ¿Qué desventajas podría estar ocultando el fabricante al intentar obtener ganancias? Ya hemos publicado en nuestro sitio web una serie de artículos sobre nuevos electrodomésticos (¿Es perjudicial calentar alimentos en el microondas? Daños y beneficios de un calentador de infrarrojos. Daños y beneficios de una cocina de inducción). Ahora le toca el turno a un hogar Lámpara led.

En primer lugar, una pequeña aclaración sobre cómo funciona una lámpara LED. El nombre internacional de dicha lámpara es LED (diodo emisor de luz). Un diodo emisor de luz estándar contiene tres capas de materiales semiconductores. El voltaje eléctrico hace que los electrones del ánodo (capa n) y los agujeros del electrodo (capa p) se muevan hacia la capa intermedia, donde se recombinan con la emisión de fotones. La capa intermedia es un cristal especial con una cierta banda prohibida. El ancho de esta zona, así como las impurezas en el cristal, determinan el color de la radiación. A principios de la década de 1960, se crearon las primeras muestras industriales de LED a base de fósforo y arseniuro de galio, que emitían luz roja y luego verde. Incluso entonces, estos dispositivos eran más eficientes que las lámparas incandescentes convencionales. Se utilizaron como una variedad de indicadores de color. Sin embargo, tomó mucho tiempo obtener un LED azul brillante y barato. Y sin la adición de azul, como saben, es imposible obtener la luz blanca necesaria para iluminar las casas.

No es de extrañar el Premio Nobel de Física en 2014 fue otorgado a los científicos japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura por el desarrollo de "fuentes de luz ecológicas fundamentalmente nuevas", es decir, por la invención de LED azules, que en combinación con el rojo y el verde pueden dar una maravillosa fuente de luz blanca. La principal dificultad para inventar el LED azul fue encontrar un buen cristal para la capa intermedia. Para que emita luz azul, se requiere un material con una gran banda prohibida. La solución se encontró cuando se propuso utilizar un LED con un cristal de nitruro de galio (GaN) sobre un sustrato de zafiro. La capa intermedia se sometió a un tratamiento térmico especial y recibió impurezas no solo de magnesio, sino también de zinc, y luego, e indio. Aunque la invención de los científicos japoneses se realizó a mediados de los años 90 del siglo XX, su importancia práctica fue apreciada y comenzó a ser ampliamente utilizada en el siglo XXI. En 2001, se probó por primera vez la posibilidad de utilizar un sustrato de cuarzo en lugar de un sustrato de zafiro en un LED, lo que abrió el camino para la producción de lámparas más baratas.

Hoy en día, muchas empresas producen lámparas y accesorios de iluminación LED para el hogar. Los mayores fabricantes de LED en Rusia y Europa del Este son Optogan y Svetlana-Optoelectronica (San Petersburgo).

Consideremos primero las ventajas de tales lámparas. No son tan pocos y son bastante convincentes.

1. Alta eficacia luminosa de hasta 146 lúmenes por vatio.
2. Alta resistencia mecánica, resistencia a las vibraciones (sin filamentos, vidrio quebradizo)
3. Larga vida útil: de 30.000 a 100.000 horas (cuando se trabaja 8 horas al día, 34 años). La vida útil de la lámpara varía mucho con la temperatura. El funcionamiento a temperaturas superiores a la temperatura ambiente acortará la vida útil.
4. Baja inercia: se encienden inmediatamente con el brillo máximo, mientras que para las lámparas de mercurio-fósforo (fluorescentes y económicas) el tiempo de encendido es de 1 sa 1 min, y el brillo aumenta del 30% al 100% en 3-10 minutos. , dependiendo de la temperatura ambiente.
5. El número de ciclos de encendido y apagado no afecta significativamente la vida útil de los LED (a diferencia de las fuentes de luz tradicionales: lámparas incandescentes, lámparas de descarga de gas). Seguridad: no se requieren altos voltajes, LED o accesorios de baja temperatura, generalmente no más de 60 ° C.
6. Insensible a bajas y muy bajas temperaturas. Sin embargo, las altas temperaturas están contraindicadas para el LED, como con cualquier semiconductor.
7. Respetuoso con el medio ambiente: sin mercurio ni fósforo dentro de la lámpara.

La tecnología se mejora constantemente para hacer que las lámparas sean más respetuosas con el medio ambiente, lo que solo beneficia a nuestros ojos. Sin embargo, al igual que con otros electrodomésticos, existen opciones económicas y caras. En ocasiones, los fabricantes no indican todas las características en la caja. Consideremos brevemente qué problemas pueden preocupar a las personas al usar lámparas con LED.

1. Este es, en primer lugar, el espectro de radiación. En 2013 circulaba por Internet información sobre los peligros de la iluminación LED, citando un estudio de científicos españoles de la Universidad Complutense, que mostraba que la luz emitida por las lámparas LED puede dañar significativamente la retina del ojo humano. Además, estas lesiones pueden ser tan graves que ningún procedimiento médico o quirúrgico puede ayudar. A veces hay notas de que un componente azul intenso e incluso ultravioleta está supuestamente presente en el espectro de las lámparas LED, lo que es perjudicial para nuestros ojos. De hecho, existen estándares sanitarios para la exposición de la retina a los rayos UV, que se recomienda no exceder. Tenga en cuenta que la fuente más fuerte de radiación ultravioleta es el sol. Todos los experimentos para confirmar la nocividad de la radiación UV se llevaron a cabo en animales y el efecto nocivo en la retina se observó solo con una exposición prolongada a luz muy brillante.

La siguiente figura muestra el espectro de cuatro lámparas: una lámpara incandescente y tres lámparas LED. La cifra está tomada de una publicación de 2011 en el sitio web http://geektimes.ru/post/253792/.

El pico más bajo de la curva del espectro está en el rango de 400-500 nm. - cerca de la lámpara Optogan. Por lo tanto, esta lámpara tiene la temperatura de color más baja, es 3050 ° C. (¡Curiosamente, el costo de una lámpara de este tipo fue de 995 rublos en 2011!) Como ya dijimos, se ha logrado un progreso tremendo. Hoy en día, la mayoría de las lámparas de iluminación doméstica tienen una temperatura de color de 2700-3000 K, que está lejos de la región UV. Y, sin embargo, al elegir una lámpara en una tienda, preste atención a su temperatura de color. Este parámetro siempre está en la caja.

En cuanto a las conclusiones de los científicos españoles, se refieren a la radiación de todo tipo de pantallas LED, como pantallas de todo tipo de gadgets, ordenadores, televisores, etc. Los científicos han demostrado que si miras estas pantallas durante mucho tiempo, sin protección para los ojos, esto realmente puede conducir a cambios graduales en la retina. Por lo tanto, se recomienda proteger sus ojos con anteojos especiales cuando trabaje con la computadora durante mucho tiempo. Toma descansos frecuentes. No miramos los dispositivos de iluminación durante mucho tiempo y con atención, por lo que no causan ningún daño.

2. Luz parpadeante. La frecuencia de parpadeo de la lámpara depende del principio de funcionamiento y diseño. La luz parpadeante puede afectar negativamente a la salud, por lo que aquí también existen normas sanitarias. La ondulación del flujo luminoso (amplitud de fluctuación de brillo) en una sala de estar o en un espacio de oficina de trabajo no debe ser superior al 20%. La ondulación de la luz es muy común en las lámparas fluorescentes antiguas. Para buenos LED, son mínimos: menos del 1%. Aunque existen versiones más económicas de lámparas con ondulaciones de más del 60%. Este parámetro generalmente no se indica en la descripción de la caja de la lámpara. Podemos aconsejarle que no compre las lámparas modernas más baratas. En ellos, la energía pasa por controladores especiales y no por condensadores. Hay consejos en Internet sobre cómo evaluar usted mismo la pulsación de la luz. Se sugiere mirar la lámpara a través de la cámara de un teléfono móvil.

3. Otro problema asociado con el espectro de una lámpara de diodo, que a veces se menciona en Internet, es el daño del color blanco brillante para la salud humana. Esto no significa el efecto sobre la visión, sino el efecto sobre el sistema nervioso, la supresión de la producción de la hormona del sueño: la melatonina. Se recomienda por la noche un par de horas antes de acostarse para reducir el brillo de las lámparas, utilizar una luz más cálida. A diferencia de las lámparas fluorescentes, algunas lámparas LED, como las incandescentes, soportan la función de atenuación mediante reguladores de potencia "dimmers", esto debe ser indicado por el fabricante en el empaque.

4. El problema de los insectos. Les encanta la luz brillante y las lámparas incandescentes los atraen menos que las lámparas de diodo, incluso debido a su fuerte calentamiento. Las lámparas de diodo, que son más brillantes que las lámparas incandescentes y no se calientan al mismo tiempo, a veces acumulan nubes de insectos voladores a su alrededor. Este problema es especialmente relevante a la hora de iluminar las grandes ciudades del sur, donde a veces hay una "invasión" de varios mosquitos, moscas, cigarras.

La lámpara LED es uno de los inventos más necesarios e importantes de nuestro tiempo. No solo mejora la calidad de la luz en nuestros hogares, sino que también ayuda a resolver el problema del ahorro de energía, uno de los problemas más urgentes de la Tierra.