Alumbrado público mediante LEDs con un diseño que mitiga la contaminación lumínica

Las luces del alumbrado público impiden que reine la oscuridad en calles de todas partes del mundo durante la noche, pero estos elementos omnipresentes del entorno urbano son notoriamente ineficientes, por cuanto desperdician mucha luz que en vez de ser proyectada hacia el suelo lo hace hacia el cielo, lo cual provoca a su vez el fenómeno de la contaminación lumínica que impide ver el firmamento desde las ciudades y sus alrededores.

Innovaciones recientes en los diodos emisores de luz (LEDs) han permitido mejorar la eficiencia energética del alumbrado público, pero, hasta ahora, parecía inevitable perder una parte importante de esta luz al irradiarse hacia direcciones que no son la del lugar deseado.

Un equipo de investigadores de Taiwán y México ha desarrollado un nuevo sistema de iluminación que aprovecha la alta eficiencia energética de los LEDs y asegura que alumbren sólo hacia el lugar deseado, evitando así que luz se proyecte hacia el cielo o moleste en viviendas circundantes (como por ejemplo cuando en verano la gente duerme con la ventana del dormitorio abierta para combatir el calor y esa ventana queda justo ante una farola).

El 98 por ciento de la energía del nuevo sistema de alumbrado público se emplea en iluminar la calle, mientras que sólo un 2 por ciento se desperdicia en forma de contaminación lumínica.

Una característica única del nuevo sistema LED es su adaptabilidad a diferentes ubicaciones de las farolas del alumbrado público y a todo tipo de calles y carreteras, proporcionando una iluminación uniforme con una alta eficiencia energética.

La lámpara propuesta para las farolas se basa en la combinación de tres componentes. El primero contiene un grupo de LEDs, cada uno de los cuales está equipado con una lente especial, denominada Lente de Reflexión Interna Total, la cual enfoca la luz de manera que los rayos son paralelos entre sí (un proceso denominado colimación), en vez de intersecarse. Estos LEDs cubiertos con lentes se instalan dentro de una cavidad reflectante, la cual "recicla" la luz y asegura que de ésta se utilice tanta como sea posible para iluminar el objetivo deseado. Por último, cuando la luz sale de la lámpara, atraviesa un difusor o filtro que reduce el resplandor no deseado. La combinación de colimación y filtrado también permite a los investigadores controlar la forma del haz: El diseño actual produce un patrón rectangular de luz que, según afirman los investigadores, es idóneo para el alumbrado público.

Además de reducir el resplandor no deseado y la contaminación lumínica, el nuevo diseño de alumbrado público también podría ahorrar energía. En comparación con lámparas tradicionales, una lámpara LED común para alumbrado público permite reducir el consumo de energía entre un 40 y un 60 por ciento. Es un buen ahorro, pero la mayor eficiencia del nuevo diseño propuesto por el equipo de Ching-Cherng Sun, de la Universidad Central Nacional de Taiwán, probablemente ahorraría entre un 10 y un 50 por ciento más. Además, el módulo sería fácil de fabricar, ya que sólo comprende cuatro partes, incluyendo un tipo de lámpara LED que ya es de uso común en la industria de la iluminación.

El equipo de Ching-Cherng Sun espera terminar un prototipo de su diseño en los próximos meses, y comenzar instalaciones prácticas del nuevo sistema de alumbrado el próximo año.

El nuevo sistema de alumbrado público se ha presentado a través de la Sociedad Óptica de América (OSA), una organización fundada en Estados Unidos en 1916, con sede en Washington, D.C., y que reúne a unos 17.000 científicos, ingenieros, y demás profesionales de la óptica y la fotónica de más de 100 naciones. Aproximadamente el 52 por ciento de los miembros de esta sociedad reside fuera de Estados Unidos.