«Reciclaje de luz».
Una bombilla. Fotografía de Deepak Adhikari.
Cuando entras en una casa o negocio iluminado con bombillas tradicionales encendidas (las incandescentes de toda la vida) además de imaginarte la factura de la luz que debe pagar su propietario, te invade una cierta nostalgia y recuerdo hogareño.
Las luces LED están sustituyendo a pasos agigantados a las bombillas incandescentes debido a su eficiencia energética y durabilidad. Sin embargo, es posible que las segundas tengan aún una oportunidad, ya que investigadores del MIT y la Universidad de Purdue (ambos en Estados Unidos) han descubierto la forma de mejorarlas.
Las bombillas «tradicionales» funcionan calentando un fino alambre de tungsteno a temperaturas de alrededor de 2.700ºC. Ese hilo caliente emite lo que se conoce como radiación de cuerpo negro, un amplio espectro de la luz que proporciona un aspecto cálido y una representación fiel de todos los colores en una escena.
El problema de estas bombillas es que más del 95% de la energía que entra en ellas se pierde, la mayor parte en forma de calor. Es por eso que se consideran una tecnología ineficiente y poco a poco se van eliminando y sustituyendo por las LED.
Ahora, los investigadores han añadido al filamento de metal calentado convencional unas estructuras secundarias que lo rodean, capturando su radiación infrarroja y reflejándola de vuelta al filamento, donde es reabsorbida y emitida de nuevo como luz visible, evitando así que el calor residual se disipe.
Para ello han usado cristal fotónico compuesto por materiales comunes, lo que permitirá que puedan fabricarse con tecnología convencional.
Desde el MIT aseguran que la capa que rodea al filamento mejora enormemente la eficiencia con la que el sistema convierte la electricidad en luz, más aún que las luces LED. Así, si la eficiencia luminosa de las luces incandescentes convencionales es entre el 2 y 3 por ciento, la de los fluorescentes, entre el 7 y 15 por ciento, y la de la mayoría de los LEDs compactos entre el 5 y 15 por ciento, las nuevas bombillas incandescentes de dos etapas podrían alcanzar eficiencias de hasta el 40 por ciento.
Las primeras unidades de prueba realizadas por el equipo investigador aún no alcanzan ese nivel de eficiencia, se han quedado en el 6,6 por ciento, un resultado que de entrada ya supera a algunas de las lámparas fluorescentes compactas y LED de hoy en día.
El equipo se refiere a su trabajo como «reciclaje de la luz», ya que su material coge las longitudes de onda no deseadas, inútiles, de energía y las convierte en longitudes de onda de luz visible que sí se desean. «Se recicla la energía que de otro modo se perdería», explican.
Una de las claves de su éxito fue el diseño de un cristal fotónico que trabaja en una amplia gama de longitudes de onda y ángulos. «Los resultados son bastante impresionantes, demostrando una luminosidad y eficiencia energética que rivalizan con las de las fuentes convencionales incluyendo fluorescentes y bombillas LED», dice Alejandro Rodríguez, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la Universidad de Princeton, que no participó en este trabajo.
Los investigadores creen que las LED «son grandes cosas, y la gente debería comprarlas», pero que su trabajo puede permitir ampliar el campo y dar un respiro a una tecnología que ya existe y se puede mejorar.
Más información en la web del MIT.
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