bombilla con ciencia fotónica

La bombilla de Edison: Rehabilitada gracias a la ciencia fotónica

02/02/2016
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Con las diferentes tecnologías desarrolladas a lo largo del tiempo, la bombilla incandescente se ha ido quedando cada vez más en el olvido. No obstante, se han abierto nuevos caminos para volver a usarlas de una manera mucho más eficiente.

La iluminación incandescente, junto a su particular brillo y sus cálidas características, ha logrado sobrevivir a más de un siglo casi sin modificaciones, usándose en cualquier hogar del mundo. En vista de las regulaciones y políticas relacionadas con eficiencia energética, su uso se ha visto reducido con la aparición de nuevas tecnologías como la iluminación LED, la cual emplea 80% menos de energía que un incandescente, según el website del departamento de energía de Estados Unidos.

La bombilla incandescente, desarrollado inicialmente por Edison (y usado por caricaturistas para simbolizar la creatividad), funciona gracias al calentamiento de un cable de tungsteno muy fino a temperaturas cercanas a los 2700 º Celsius. Ese cable caliente emite lo que llaman “radiación de un cuerpo caliente”, cuyo espectro de frecuencias es muy amplio, otorgando un tono de luz cálido que permite visualizar de forma más fiel los colores de la superficie en los que se proyecta dicha luz.

El gran problema que han tenido estas bombillas, es que desde su concepción, más del 95% de la energía que emplean se dispersa en forma de calor. Razón suficiente para prohibir la vieja invención en muchos países del mundo. Investigadores de MIT y la Universidad de Purdue han juntado esfuerzos para encontrar un camino que pueda aprovechar esta característica en los incandescentes.

Los hallazgos realizados se encuentran en la revista de investigación Nature Nanotechnology. El equipo de investigación está formado por los profesores e investigadores Marin Soljačić (MIT), John Joannopoulos (MIT), Gang Chen (MIT), Ivan Celanovic (MIT), Ognjen Ilic (MIT) y Peter Bermel (Purdue).

Reciclando la luz

Según la investigación realizada, la clave es crear un proceso de dos etapas. La primera involucra un filamento metálico tradicional con sus correspondientes pérdidas. Pero en vez de permitir que la energía se disipe en forma de calor, una estructura secundaria que rodea el filamento captura la radiación emitida y la refleja de vuelta al filamento para que se transmita como luz visible. El material usado es un cristal fotónico, que a su vez está compuesto por materiales que abundan en nuestro planeta.

Según el estudio de MIT, la eficiencia de las bombillas convencionales está entre el 2% y el 3%, el de las bombillas fluorescentes se encuentra entre el 7% y el 13%, el de los LED entre 5% y 13%. En contraste, gracias al proceso de dos etapas usado en la investigación, la eficiencia podría llegar hasta 44%. Los primeros experimentos arrojaron cifras cercanas al 6.6% de eficiencia, un valor muy competitivo, aunque sigue estando lejos del 44% que comenta el estudio. Sin embargo, ya es un avance suficientemente prometedor y eficiente respecto del incandescente convencional.

Una clave para este éxito ha sido el diseño del cristal. Este puede trabajar con un gran rango de longitudes de onda y ángulos. La tecnología usada tiene potencial para muchas otras aplicaciones aparte de las bombillas, dice Soljačić. Un enfoque similar podría traer beneficios a sistemas de conversión de energía como son los sistemas Termo-Fotovoltaicos. Añade que la principal contribución de esta investigación, es poder controlar las emisiones térmicas de los cuerpos y aprovecharlas para diferentes procesos y sistemas.

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Categorizado en: Energía

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