La novedosa tecnología de nano-recubrimiento promete mejorar la eficiencia energética de las farolas LED
Científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) y de la Ciudad Rey Abdulaziz para la Ciencia y Tecnología (KACST) en Arabia Saudí han desarrollado colaborativamente una innovadora tecnología de nano-recubrimiento, que se espera aumente significativamente la eficiencia energética de las farolas de diodos emisores de luz (LED) y reduzca las emisiones de carbono.
Publicado en la revistaLuz: Ciencia y Aplicaciones, el estudio señala que la adopción generalizada de esta tecnología solo en Estados Unidos podría reducir las emisiones de dióxido de carbono en más de 1,3 millones de toneladas anuales.
La iluminación es un gran consumidor de energía, representando aproximadamente el 20% del consumo global de electricidad y casi el 6% de las emisiones de gases de efecto invernadero. La iluminación pública por sí sola representa entre el 1 y el 3% de la demanda eléctrica mundial, lo que carga a las autoridades municipales. Aunque los LEDs son fuentes de luz de alta eficiencia, alrededor del 75% de su energía se convierte en calor y se disipa durante el funcionamiento. Las altas temperaturas no solo reducen la eficiencia luminosa, sino que también acortan la vida útil de las lámparas, haciendo que una gestión térmica eficaz sea fundamental para mejorar el rendimiento de los LEDs.
La innovación principal del equipo de investigación es un nanomaterial llamado nanoPE (polietileno nanoporoso). Fabricado a partir de polietileno común, este material presenta poros de 30 nanómetros (aproximadamente una milésima parte del diámetro de un cabello humano) mediante un proceso de fabricación especial. Su propiedad única es la transmisión de alta eficiencia de la luz infrarroja (la fuente principal de radiación térmica) – más del 80% – mientras refleja más del 95% de la luz visible.
Para maximizar los beneficios del nanoPE, los investigadores proponen instalar farolas LED recubiertas con este material "al revés". En este sistema, la energía térmica (luz infrarroja) de las lámparas pasa suavemente a través del nanoPE, irradiando hacia el cielo para disiparse, mientras que la luz visible necesaria para la iluminación descendente se refleja efectivamente al suelo. Esto difiere notablemente de los diseños tradicionales de LED, donde el calor queda atrapado internamente y las cabezas de las lámparas miran hacia abajo.
Los resultados experimentales confirman que el recubrimiento nanoPE reduce la temperatura de los LED en 7,8°C en entornos de laboratorio (aumentando la eficiencia en ~5%) y 4,4°C en pruebas de campo exteriores (una ganancia de eficiencia del ~4%). El investigador principal, el profesor Qiaoqiang Gan, enfatizó que incluso pequeñas mejoras en la eficiencia pueden tener un impacto significativo en el desarrollo sostenible cuando se implementan a gran escala. El coautor, el Dr. Hussam Qasem, añadió que el diseño mejora la disipación de calor manteniendo una alta eficiencia de iluminación, lo que lo convierte en una solución prometedora para la iluminación sostenible.
