Científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) y de la Ciudad de Ciencia y Tecnología Rey Abdulaziz (KACST) en Arabia Saudita han desarrollado una innovadora tecnología de nano-recubrimiento que puede mejorar significativamente la eficiencia energética de las farolas LED y reducir las emisiones de carbono, lo que es de gran importancia para la industria de la iluminación.
El estudio, publicado en la revista Light: Science & Applications, muestra que si se aplica solo en Estados Unidos, puede reducir más de 1,3 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono cada año, lo que tiene un efecto impulsor positivo en la mejora del consumo energético de iluminación global.
La iluminación es una fuente importante de consumo energético, representando aproximadamente el 20% del consumo eléctrico mundial y casi el 6% de las emisiones de gases de efecto invernadero. El alumbrado público también representa entre el 1% y el 3% de la demanda eléctrica mundial, lo que supone una carga para los municipios. Si bien los LED son fuentes de luz eficientes, cerca del 75% de la energía se convierte en calor durante su funcionamiento, lo que afecta negativamente el efecto de la iluminación y la vida útil de la lámpara. Las altas temperaturas no solo reducen la eficiencia luminosa de la iluminación, sino que también acortan su vida útil. Por lo tanto, una gestión térmica eficaz es crucial para mejorar el rendimiento de la iluminación LED.
La clave del desarrollo del equipo de investigación es un nanomaterial llamado nanoPE (polietileno nanoporoso). Este material está hecho de polietileno común y se utiliza un proceso especial para crear agujeros de tan solo 30 nanómetros (aproximadamente una milésima parte de un cabello). Su singularidad reside en que permite que la luz infrarroja (la principal fuente de radiación térmica) penetre eficazmente (más del 80 %), a la vez que refleja la luz visible con mayor eficiencia (más del 95 %), lo que permite optimizar el efecto de la iluminación.
Para maximizar la eficacia del nanoPE, los investigadores propusieron instalar farolas LED recubiertas con este material boca abajo. De esta forma, la energía térmica (luz infrarroja) generada por la lámpara puede penetrar suavemente el nanoPE y radiarse hacia arriba para disiparse, mientras que la luz visible necesaria para la iluminación hacia abajo se refleja eficazmente hacia el suelo. Esto es completamente diferente del diseño de los LED tradicionales, que atrapan la energía térmica en su interior y el cabezal de la lámpara está orientado hacia abajo, y constituye un avance innovador en la tecnología de iluminación.
Los resultados experimentales confirmaron que, tras aplicar el recubrimiento de nanopolietileno, la temperatura del LED se redujo en 7,8 °C en condiciones de laboratorio y en 4,4 °C en mediciones en exteriores, y la eficiencia (de iluminación) aumentó en aproximadamente un 5 % y un 4 %, respectivamente. El profesor Qiao Qiang, líder del estudio, destacó que incluso una pequeña mejora en la eficiencia (de iluminación) puede tener un gran impacto en el desarrollo sostenible cuando se aplica a gran escala. El coautor, Dr. Hussam Qasem, también cree que este diseño mejora significativamente la disipación del calor a la vez que mantiene una alta eficiencia (de iluminación), y es una posible solución para la iluminación sostenible, que se espera que se utilice ampliamente en el campo de la iluminación en el futuro.
