LEDs, Eficiencia, contaminación lumínica y alumbrado público. ¡¡Vaya timo!!

Algo que es realmente frustrante es leer permanentemente noticias en las que se dice que el pueblo X o el Y van a cambiar su alumbrado público a LED y por tanto van a reducir su contaminación lumínica y van ha ser más eficientes y ahorrar un monton de dinero.

Por desgracia, la mayoria de las veces no es así en lo que se refiere a la contaminación luminica y casi tampoco en los otros ambitos, ya que el cambio supone una inversión muy importante que se amortizará en varios años y la única razon por la que a veces hay un ahorro es por que se da un servicio de mucha peor calidad a los ciudadanos. Recientemente tanto mis colaboradores como el Departamento de Enería de Estados Unidos, publicamos unos artículos mostrando como para poder reducir la contaminación lumínica usando LEDs blancos (de 2700 k hacia arriba) es necesario bajar la cantidad de luz a más de la mitad para contaminar lo mismo que con una lampara de sodio.

Eso se debe a que la luz azul de los LEDs blancos contamina mucho más que la luz anaranjada del sodio. Evidentemente, hay casos en los que si se baja muchisimo el nivel de iluminación, esto puede ocurrir, pero, por el momento, en las imágenes de satélite que disponemos y como mostre en el ultimo Simposio de alumbrado del Comité Español de Iluminación, no disponemos de ningun ejemplo de imágenes de satélite que muestre como se reduce la contaminación lumínica usando LEDs blancos.

Eficiencia luminosa de las fuentes de iluminación del siglo XX.

Eficiencia de las fuentes de iluminación balncas (Karmes et al 2007)

De hecho, nuestro reciente trabajo indica que todo lo contrario, a nivel global los LED estan contribuyendo a aumentar la contaminación luminica de manera global.

Otro tema de discusion es el tema de la eficiencia energética de los LED. Los LED son solo una tecnología relativamente antigua, que desde el descubrimiento del LED azul ha hecho que esta luz azul pueda reemitirse en otras longitudes de onda usando capas de fosforo u otros sistemas. Los LED estan hechos de material semiconductor y por tanto funcionan de manera totalmente diferente que las bombillas incandescentes, o las lamparas de descarga. Un tema a tener encuenta es que un mismo LED en general a mayor potencia es menos eficiente. En cambio, las lamparas de descarga ocurre lo contrario, a mayor potencia, mayor es la eficiencia.

El record indiscutible en la eficiencia lo tienen por el momento las lamparas de sodio de baja presión. Sin embargo, tienen el inconveniente de que la reproducción del color que dan es nula. Eso no ha sido inconveniente para que hayan sido las lamparas más utilizadas en paises como Belgica, Holanda o Reino Unido durante años. Tanto, que desde la Estación Espacial Internacional, Belgica es claramente distinguible por su color anaranjado.

Los LED en general prometen la eficiencia enegética y en todos lados podemos leer como si quieres salvar el planeta lo mejor que puedes hacer es poner una bombilla LED en tu casa para reducir las emisiones de CO2. Y para nuestras casas es cierto, ya que una bombilla LED típica puede consumir 8 W frente a los 60 W que consumia una incandescente o 10 de una bombilla fluorescente compacta.

A esas potencias, la eficiencia luminosa típica es de unos 100 lumenes por vatio. Las lamparas de sodio de alta presion no alcanzan esa eficiencia hasta los 150W, pero apartir de 150 W la eficiencia va subiendo hasta llegar a los 140 lumens por vatio en las lamparas de 1.000 vatios.

Eficiencia luminosa de lámparas de sodio de alta presión.

Otra fuente de información es la OPTC-IAC con eficiencias similares y otra.

¿Y que pasa con los LED? 

LEDs desde 2012 hasta 2018 analizados por el Departamento de energía de Estados Unidos para iluminación de carreteras de más de 100 W y una prosucción de más de 16.000 lumenes.

Pues los LEDs es algo que ha ido combiando con el tiempo. Si vemos en este grafico, hasta 2015 parcticamente no había LEDs más eficientes que el sodio (140 lum/W) y la media estaba (punto naranja) en 90 lum/W. Solo apartir de 2016 se ha superado esa barrera y se llegan a los 160 lum/W.

Eficiencia con LED de 3000K o menor. 

Vemos que esos valores son solo para los LED muy azulados, por que cuando nos centramos en LEDs balncos neutros como los de 3000 K, la eficiencia baja. Y para menores de 2700 K, no hay datos en la base de datos.

Sabemos que hay varias empresas europeas como IgniaLight, Wavetechcan

, Philips y OSRAM que tienen productos de eficiencias de entorno a la misma que el sodio (100 lum/W o mayores) y de color similar al sodio, osea, tan poco contaminantes como el sodio. Por desgracia, las empresas más grandes como Philips u OSRAM no publicitan mucho esos productos.

Pero, esto no es todo. Por que no solo es que los LED no sean tan eficientes como el Sodio hasta ahora, sino que además, los LED tienen tres ventajas fundamentales que en muchas ocasiones no son implementadas. La primera es que son regulables en intensidad. La segunda que son más direccionables, la tercera que los hay de todos los colores. En muchas instalaciones se instalan LEDs que no son más eficientes que el Sodio, no se regulan en intensidad, no se envia la luz de manera más eficaz al suelo y el color es el más contaminante posible. La única razon por las que se cambian es por que la potencia instalada es menor que la que había, por lo que se produce un ahorro economico, pero a costa de dar un servicio altamente deficiente a los ciudadanos. Un ejemplo paradigmatico de esto son los LED tipo mazorca o los LED de Rus.

LED tipo mazorca o Rus.

En otros lugares como Milan, no se hizo tan mal. En Milan al menos las farolas apuntan hacia abajo, la cantidad de luz de las calles es la misma que había antes o mayor, pero la cantidad de luz es constante, desperdiciando una de las mejores cosas que tienen los LEDs. Además eligieron un color de 4000 K que contamina mucho.

Milan desde la Estación Espacial Internacional (IAU/UCM/Cities at Night/NASA/ESA).

En Madrid, se hizo un poco mejor, los LEDs se regulan durante la noche pasando al 60% de potencia a partir de media noche y el color es un poco menos contaminante (3000 K), pero sin llegar al punto en que las nuevas instalaciones contaminen menos que el sodio que había antes.

Tan solo municipios como los Realejos en Tenerife en que se ha instalado LEDs ambar, que no emiten luz por encima de la horizontal, que regulan la intensidad de sus luces son realmente una mejora desde el punto de vista energético y medioambiental al sodio de apta presión. Por que, como ya hablabamos al principio, realmente, mejor que el sodio de baja presión, por el momento no hay nada.

Conclusion, si tu pueblo dice que va ha cambiar a LED o va ha bajar muchisimo el nivel de iluminación y probablemente contamine luminicamente igual o más que antes o directamente va ha contaminar más que antes. Asi que eso de que reducen la contaminación lumínica es basicamente muy improbable.