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El indio y el galio: Un papel importante en la iluminación LED y el Premio Nobel de Física 2014

Amigos,

Un elemento importante de la independencia energética de Estados Unidos es la reducción del consumo de energía para iluminación. Aunque, en su día, la luz incandescente fue uno de los mayores inventos de todos los tiempos, es extremadamente ineficiente desde el punto de vista energético. Los estudios demuestran que el 19% de toda la electricidad se utiliza para la iluminación eléctrica. Hasta el 90% de la energía utilizada para alimentar las lámparas incandescentes produce calor, no luz. Este calor adicional puede dar lugar a un consumo eléctrico aún mayor, ya que en los climas cálidos puede necesitarse más aire acondicionado para mantener frescas las oficinas y los hogares.

Las luces LED prometen contribuir significativamente a resolver este problema energético. Producen unos 100 lúmenes por vatio de energía eléctrica, frente a los 15 lúmenes por vatio de la luz incandescente. Esta ventaja de más de seis veces la eficiencia energética no es el único punto fuerte de los LED; duran unas 30.000 horas, 30 veces las 1.000 horas de la luz incandescente.

En el lado negativo, las luces LED son actualmente más caras, y la luz de un LED es direccional, por lo que el diseño de la bombilla ha supuesto un reto (que se ha superado bastante bien). Véase la figura 1. Además, muchos consideran que la luz blanca azulada de los LED es algo dura.

Figura 1. Aunque la luz de los LED es muy direccional, diseños como éste reproducen la luz omnidireccional de una lámpara incandescente estándar.

El precio de las luces LED está bajando rápidamente y es sólo cuestión de tiempo que los LED puedan comprarse en una variedad de temperaturas de color, creando colores de luz blanca más agradables. Estos temas de la iluminación LED se han discutido a fondo.

No existe ningún LED de luz blanca. Para producir luz blanca, a menudo se utilizan conjuntamente LED rojos, verdes y azules, como se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Para producir luz blanca, a menudo se mezcla la luz de los LED rojo, verde y azul.

Estos LED monocolor incorporan indio y galio en materiales semiconductores como el fosfuro de aluminio, galio e indio, el nitruro de indio y galio y otros compuestos semiconductores de indio o galio para producir su luz.

De los LED de luz roja, verde y azul, el LED de luz azul era el más difícil de producir; muchos pensaban que podría ser imposible. Sin el LED azul, crear un LED de luz blanca eficiente sería todo un reto. Sin embargo, a principios de la década de 1990, los trabajos de Shuji Nakamura, Isamu Akasaki e Hiroshi Amano permitieron crear LED de luz azul de alta eficiencia. Por este trabajo fueron galardonados con el Premio Noble de Física 2014 "por la invención de los diodos emisores de luz azul eficientes, que han permitido crear fuentes de luz blanca brillantes y de bajo consumo."

Así que, mientras observa cómo se desarrolla la revolución de la iluminación LED, recuerde que el galio y el indio desempeñan un papel crucial a la hora de hacer que su día sea un poco más brillante, al tiempo que ahorran enormes cantidades de energía.

Salud,

Dr. Ron