Archive for 25 agosto 2009

ETICA EMPRESARIAL

agosto 25, 2009

ÉTICA Y RESPONSABILIDAD SOCIAL. Metrolight.

Las empresas se han convertido en un factor de cambio e influencia social. Lo que las compañías hacen o dejan de hacer afecta de manera significativa a su entorno y a su ámbito más directo, sus propios empleados y trabajadores.

La empresa es una institución fundamental de la vida económica y social en la que se integran los que aportan su espíritu emprendedor (empresarios), los que aportan su capacidad directiva, los que aportan tecnología y los que aportan trabajo cooperativo.

La empresa tiene objetivos económicos y sociales, externos e internos:

El objetivo económico externo es producir bienes y servicios que satisfagan necesidades de la sociedad.
El objetivo económico interno es generar el máximo valor agregado y distribuirlo equitativamente entre sus integrantes.
El objetivo social externo es contribuir al desarrollo integral de la sociedad a la que sirve.
El objetivo social interno es contribuir al pleno desarrollo de sus integrantes, propiciando tanto su bienestar como su desarrollo humano.

Los objetivos económicos y sociales, tanto internos como externos, están inseparablemente unidos, por lo que la empresa debe buscar integrarlos armónicamente a su quehacer. Así asegurara su existencia, aumentara su productividad y permitirá el desarrollo humano de sus integrantes.

La “responsabilidad social“ es lograr ambos propósitos y conjugarlos de manera independiente. De acuerdo con la forma en que se interprete esta relación se manifestara una diferente posición en cuanto a la responsabilidad social del negocio.

La ética también determina la forma en que una compañía maneja sus actividades financieras, sus relaciones con los proveedores y canales de distribución.

Si la única función de la empresa fuera satisfacer demanda y ganar dinero por promoverlas e incrementarlas, todos los negocios, aun los ilícitos, serian validos, simplemente porque son rentables.

La ética empresarial es una exigencia de la persona, cualquiera sea su trabajo. Si genuinamente se mantiene una preocupación por los empleados proporcionándoles “dignidad y respeto”, el trabajador estará feliz y motivado por producir calidad. En muchas empresas inmersas en la competitividad y falta de tiempo para todo, los trabajadores son el “recurso humano”. Esto puede al menos interpretarse como sujetos que no son personas sino recursos (con todas las implicaciones éticas que esto signifique).

La búsqueda de la rentabilidad no consiste en oponerse a la ética, pues existen cualidades gracias a las que se trabaja más y mejor; y porque hay varias otras dimensiones de la vida que suponen límites a la rentabilidad.

Las consideraciones éticas suponen el elemento de racionalidad en los análisis empresariales. La ética resulta ser una dimensión inexorable de la actividad humana y empresarial en la cual hay que desatacar las siguientes consideraciones:

1. En el lenguaje ético, la dificultad para saber cuándo una acción humana es buena o mala, es similar a la de preguntarse si un negocio será bueno o malo: no tenemos seguridad, pero tenemos una idea suficiente para saber si una decisión es razonable. No basta con contar con las mejores herramientas, para pasar del análisis a la ejecución hay que estar convencidos, hay que prever las consecuencias y responsabilidades. Hay que asumir el riesgo. El paso del ser al deber ser conlleva riesgos. Esto es lo que básicamente tiene en común la ética y los negocios.

2. El esfuerzo y el éxito, los conceptos que normalmente se manejan en el mundo empresarial tienen connotaciones intangibles y diversas según el concepto que cada uno tiene, por lo tanto no se pueden juzgar como verdaderos o convenientes desde la perspectiva de lo cuantificable.

3. En la medida que consideremos la realidad laboral desde el punto de vista de una necesidad dignificante del ser humano, miraremos al trabajo bajo un profundo sentido de solidaridad. Trabajo y empleo no es lo mismo.

4. La ética empresarial no es un valor añadido la ética es un valor intrínseco de toda actividad económica y empresarial, ya que cualquier actividad empresarial incluye al ser humano. La ética es una exigencia que se hace más significativa mientras mayor es la complejidad social. Si la ética se encuentra inserta en toda actividad empresarial, no puede ser considerada como un Valor Agregado sino como un Valor Componente.

Las empresas debieran ser conformadas por propósitos responsables dirigidos a la consecución de valores éticos para con la comunidad y los empleados. La actividad empresarial de una organización afecta a muchos y diversos grupos constituyentes.

Se exige de ella una actitud responsable para con dicha comunidad, ya que su comportamiento le repercute directa o indirectamente. Ser responsable significa dirigir la empresa midiendo el impacto de su actuación en estos grupos, respetando sus derechos e intereses legítimos. Se requiere evitar el engaño y la desinformación.

La honestidad requiere de la rectitud y sinceridad con la información demandada por la comunidad. Las señales que entrega una empresa afectan muchas personas, que confiando en la información, toman decisiones que a su vez afectan a otros. La comunidad confiará en estas señales en la medida que sean honestas.

Además, la confianza necesita del reconocimiento de compromisos implícitos en las promesas. La competencia leal y la consecución por la calidad real son parte de la confianza. Su quebrantamiento perjudica directamente a las personas.

Se debe poner especial atención en tratar de actuar justamente tanto en el otorgamiento de oportunidades al interior de la empresa, como frente a todos aquellos grupos que tienen relación directa o indirecta con el quehacer de la organización.

Se debe también evitar someterse a influencias impropias, favoritismos basados en intereses personales o presentar conductas que afecten la integridad de los ejecutivos.

Los gerentes deben tratar de asegurar que sus empleados no caigan en este tipo de influencias. Actuar con integridad supone un comportamiento leal frente a las obligaciones y tareas que se deben emprender, en el marco de la confianza depositada al empleado. En su más completo sentido, se debe actuar conforme a las convicciones a los requerimientos morales, aunque presuponga un costo.

El respeto, significa reconocer que los individuos sostienen relaciones fuera de la empresa, poseen autonomía, privacidad, dignidad, derechos y necesidades.

En un plano superficial, es relativamente fácil juzgar si una práctica empresarial es correcta e incorrecta en términos de ética. Lo complejo, en particular cuando las normas convencionales no son aplicadas, consiste en comprender los conceptos y las técnicas de la toma de decisiones éticas para poder establecer juicios de orden moral más adecuados.

Por tanto, el comportamiento del profesional de la administración de empresas basado en valores, beneficia a toda la sociedad, a la empresa y a la economía en la cual se encuentra inserta la empresa. Los principios forman la base de la confianza y cooperación; también contribuyen a la moral de los empleados. Es especialmente importante el sentido de orgullo por parte de los empleados en su productividad y actitud general, cuando visualizan pertenecer a una organización que define los valores éticos como un estilo de vida.

MEDIO AMBIENTE. PLANTACION ARBOLES

agosto 25, 2009
Metrolight S.L es una empresa comprometida con el medio ambiente, dedicada a la producción y distribución de productos de iluminacion con tecnología led y fibra optica entre otros.

Todos nuestros proyectos conllevan un ahorro energético superior a los realizados con iluminación convencional, derivado de dicha dedicación y acorde con la filosofía de la empresa, participa activamente en un programa a nivel internacional, para plantar árboles en zonas desfavorecidas de Africa, para de esta forma ayudar al mantenimiento de la zona y contrarestar las emisiones de CO2.

En este primer paso,

Metrolight

 en 2008 ha plantado 50 árboles en Niger, de la variedad Acacia Senegal. Pueden ver dichos árboles a través del siguiente enlace:
www.tree-nation.com/community/trees.php?id=26080

50 árboles son los necesarios para absorber 32.5 toneladas de CO2. Esta cantidad equivale a las emisiones originadas por un trayecto de 200.000 kilómetros en un coche medio, o a las derivadas del consumo anual de energía para calefacción y ACS (agua caliente sanitaria) para 32.5 vivienda unipersonal. (IPCC- Intergovernmental Panel on Climate Change).

Nuestro objetivo tiene doble efecto:

Primeramente es medioambiental, sin embargo también está vinculado con la ayuda humanitaria que proporciona a largo plazo. El proyecto beneficiará las comunidades locales en cuanto a su bienestar, educación y práctica de agricultura.Y eso no es todo…

Los beneficios de prevenir la desertificación se extienden más allá de los árboles a otras especies de vegetación y fauna. Así que cualquier oportunidad de reintroducir y/o ayudar a prevenir especies en vía de extinción es una parte importante de nuestra misión.

¿Por Qué?

“La desertificación es potencialmente el cambio en los ecosistemas más amenazante que impacta sobre los medios de subsistencia de los pobres” (United Nations Convention to Combat Desertification http://www.unccd.int). La desertificación no se refiere a la expansión del desierto, sino que se trata de la degradación de la tierra a causa de los cambios climáticos y actividades humanas. ¡Es cierto, nosotros! La plantación de tu árbol ayudará a combatir ese proceso y regenerará la productividad de la tierra.

¿Cómo?

Cooperamos con comunidades locales, guarderías y organizaciones para asegurar que estamos creando el mejor ambiente para el crecimiento y desarrollo de los árboles. Consideramos que una experiencia internacional, inversión privada y sabiduría de la comunidad local son factores clave para un proyecto de éxito.

Cada árbol es cultivado desde la semilla y, antes de ser plantado, pasa un mínimo de 3 meses en nuestra “guardería”. Esto permite a los árboles crecer fuertes antes de ser sometidos a las duras condiciones de la plantación. Progresívamente los árboles son regados cada vez menos para así asegurar que se adaptarán al terreno agreste donde serán plantados.


Metrolight S.L

 develops the necessary technology to illuminate without dazzling. The discovery and development of new materials, they allow us to take the LEDS as a fundamental axis of our projects. Likewise the optical fibber allows us to channel and to direct the light, moulding it to our taste and obtaining of her unthinkable applications until a few years ago. All our materials used are 100% recycled and have the same characteristic being respectable to the environment and low power consumption and minimum CO2 Emissions. We got a special ethic and social responsibility as a company. RSC.

METROLIGHT

 is a company certified in Quality management by the norm UNE-EN-ISO 9001:2000

TECNOLOGIA LED

agosto 25, 2009

METROLIGHT. WWW.METROLIGHT-ES.COM 

LA UTILIZACIÓN DE LEDS EN SEMÁFOROS

 

La propuesta es sustituir la iluminación actual utilizada de lámparas incandescentes tipo Kripton y las lámparas halógenas, por la tecnología digital LED (del inglés Light Emitting Diode), un dispositivo electrónico que emite luz monocromática (un solo color) cuando pasa corriente a través de él. Al agruparse suficientes LEDs en una matriz, éstos pueden emitir la cantidad de luz necesaria para reemplazar un halógeno en aplicaciones tales como semáforos de tránsito, señalización e iluminación ornamental.

 

De esta forma, se ahorra hasta un 90% del consumo de electricidad y en costos de mantención, debido a la extensa vida útil de estos productos de, que bordea los 10 años.

 

Los productos de LED están hace 5 años en el mercado internacional. Sin embargo, no más del 4% de las lámparas de halógeno utilizadas en tránsito en el mundo han sido reemplazadas por tecnología de LED, dado el alto precio de estos productos.

 

La tecnología no se limita al mercado de la señalización de tránsito y tiene futuras aplicaciones industriales en iluminación y señalización dinámica, incluso en servicios médicos y laboratorios.

 

 

En este contexto, las lámparas a LED para la señalización luminosa, gracias a su rentabilidad dan la respuesta esperada, Las lámparas a LED utilizan solo 10% de la energía consumida por las lámparas incandescentes, tienen una esperanza de vida 50 veces superior y generan importantes ahorros en energía y mantenimiento, satisfaciendo el objetivo de una mayor fiabilidad y seguridad pública.

 

Gracias a su bajo consumo, la utilización de los LED puede implicar también ventajas medio ambientales derivadas de una menor emisión de CO2.

 

Se estima que solo, en una ciudad típica con 5000 intersecciones, el cambio de los semáforos incandescentes actuales por los de Led provocaría un ahorro anual de 64 millones de kilovatios al año de electricidad y varias megatoneladas menos de gas de efecto invernadero, además de un ahorro monetario de 10 millones de dólares.

 

Los módulos remplazan directamente el conjunto óptica, lámpara y el vidrio o policarbonato de color.

 

No es necesario ningún accesorio adicional de montaje y son provistos con el burlete de sellado (cuerpo -modulo).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES UNIDADES OPTICAS

LEDS PARA SEMAFOROS

 

 

Muy bajo consumo. Del 5 al 15 % de su similar con lamparas incandescentes.

Ahorran energía, una lámpara LED puede lograr ahorros de hasta el 90% en consumo de energía al reemplazar un foco incandescente.

 

-Cuidan la ecología. La energía ahorrada se traduce en menos generadores eléctricos trabajando y un mejor medio ambiente para todos.

 

Mínimo mantenimiento. Hasta 10 años de vida útil

 

-Mayor seguridad operativa. Dada la durabilidad de los LED’s, es recomendable emplear sólo una unidad roja para el “ALTO” en los semáforos y no dos, como se hace en los semáforos de luz incandescente y de halógeno.

 

Simple recambio. Reemplazo directo de ópticas ( retrofit)

 

Condición neutral cuando esta apagado. Lente incoloro

 

No tiene efecto de luz fantasma causada por luz solar.

 

-Focos a prueba de luz solar. Los rayos ultravioleta no afectan la coloración de los focos. 

 

-Señalización luminosa uniforme.

 

-Mayor seguridad vial. Dado que los semáforos de LED’s ofrecen mayor brillantez y luminosidad.

 

-Alto contraste con luz solar. Mejor visión a elevadas distancias

 

-Unidad Óptica sellada.

 

-Un led quemado solo representa una perdida porcentual de la luz total

 

-Recuperación rápida de su inversión. Dados los ahorros de energía, su bajo mantenimiento y durabilidad, la recuperación de su inversión en semáforos de LED’s se dará en menos de la mitad de su vida útil.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Además:

 

 

-Diseñados para reemplazo directo en secciones actuales.

-Cumplen con estándares y normas internacionales

-Resistentes al polvo y humedad.

-Montaje a prueba de agua.

-Esperanza de vida entre 15 y 25 años.

-Estimado de fallos menor al 3% después de 200000 horas de funcionamiento.

-Temperatura de operación: -40º C a + 74º C.

-Gran resistencia al impacto, evita el vandalismo.

-Pérdidas menores al 1% de luz con la falla de 1 LED.

-Con mayor rango de resistencia  a las vibraciones provocadas por el viento y el tráfico.

 

 

 

Las unidades ópticas se fabrican en dos tamaños, 300 mm y 200 mm de diámetro y se adaptan a cualquier caja de semáforo estándar, lográndose de esta manera un recambio rápido y sencillo de las unidades existentes.
Aparte de los modelos mas comunes de pantalla completa y flecha, también

fabricamos dos modelos exclusivos, estos son el semáforo contador y el semáforo flecha – cruz monopantalla para estaciones de peajes.

 

Por otro lado, pensando principalmente en aplicaciones donde se prefiera utilizar la tensión de una batería como en el caso de señalamiento sobre vehículos o señalamiento autónomo por medio de energía solar disponemos de casi todas las unidades en versión de 12 Vcc. de tensión de alimentación.

 

La elevada eficiencia lúminica de los leds comparada con las lamparas incandescentes los hace la solución ideal para sistemas donde el bajo consumo es preponderante.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Modelos de Semáforos
  Tipo Leds Color (nm)

Intensidad (Candelas)

Pot. Max.(W) 220 Vca. 12 Vcc  
300
mm.
Peaje Flecha/Cruz 60 -60 628 -505 216-150 5,5 – 9      
Pantalla roja 208 628 788 10      
Pantalla amarilla 208 591 540 13  

 

 
Pantalla verde 208 505 520 15      
Flecha roja 60 628 216 6      
Flecha amarilla 60 591 156 6      
Flecha verde 60 505 150 8      
Contador Rojo 208 628 788 15      
Contador Verde 208 505 520 25      
200
mm.
Peaje Flecha/Cruz 48-57 628 – 505 172 -142 4 – 6      
Pantalla roja 100 628 360 8      
Pantalla amarilla 100 591 250 8      
Pantalla verde 100 505 270 12      
Flecha roja 48 628 216 5,5      
Flecha amarilla 48 591 216 5,5      
Flecha verde 48 505 216 7      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CUADRO COMPARATIVO: COSTOS SEMÁFORO LED

                                                  VS. SEMÁFORO STANDARD

 

CUADRO COMPARATIVO SISTEMA TRADICIONAL( BOMBILLA ) NUEVO SISTEMA ( LED )
Seguridad Duración típica de la bombilla
6 meses
Duración máxima estimada de los leds 10-11 años.
10 años (AlInGaP)
Gran pérdida de luminosidad
después 5000 horas
Pérdida de luminosidad después 10.000 horas
5 a 10%
Señalación luminosa no uniforme Señalación luminosa uniforme
Bajo contraste con la luz solar
Problemas de visualización a distancia
Alto contraste con luz solar.Visibilidad mejor a distancias superiores
Efecto “fantasma” a causa del reflejo de la luz solar en su la parábola a través de la lente Efecto fantasma inexistente(Ninguna parábola )
Condición no neutral con semáforo apagado por la utilización de lentes coloreadas Condición neutral con semáforo apagado
No se utilizan lentes coloreadas
En caso de bombilla quemada el semáforo se apagaLa ruptura del filamento puede causar un corto circuito dañando el controlador Cada unidad utiliza varios diodos LED.Un led quemado solo representa una perdida del 0,5 % en la luminosidad

Posibilidad de avería (MTBF) a 70°C
>> 1.500.000 horas

Mantenimiento Limpieza anual semáforo interna y externamente Limpieza anual externa (lente)No necesita limpieza interna ( unidad sellada)
Reemplazo semestral de las bombillas, posibilidad de rupturas a causa de estimulaciones mecánicas (vibraciones y choques)Mantenimiento preventivo semestral Reemplazo de la unidad después de
mas de 10 añosBaja sensibilidad a vibraciones y choques

Ningún mantenimiento preventivo

 
ANÁLISIS DE COSTOS: CON BOMBILLA 150 W CON PANTALLA LED DE 15 W
Lente de 300 mm
Energético: 150 W x 24h x 365dias = 1314 KWCosto para 1 KW = $ 0,05

Total. $ 65,7

15 W x 24h x 365dias = 131,4 KW
Ahorro 90%Costo para 1 KW = $ 0,05

Total. $ 6,57
Ahorro $ 59,13

Hipótesis de sistema con 8 semáforos vehiculares de 300 mm
$ 65,7 x 8 semáforos = $ 525,5 $ 6,57 x 8 semáforos = $ 52,5
Ahorro anual en el costo energético $ 473
Mantenimiento: Los costos han sido deducidos por la media de los datos provistos por algunas empresas para el mantenimiento de sistemas semafóricos tradicionales.
Se examina el reemplazo periódico de las bombillas, la mano de obra de dos personas, los costos de los equipos necesarios y por lo menos una intervención extraordinaria.Con un sistema semafórico a led, se puede considerar una sola intervención anual para la limpieza de las lentes externas:
  Costo medio $ 269 Costo presunto $ 40,35 aprox.
  Ahorro presunto anual en el costo de mantenimiento: $ 228,65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PARTES DE UN LED  

                                  

 

 

 

 

1.         Lente Epóxico

 

Este lente mantiene todo el paquete estructurado, determina el haz de luz, protege al chip reflector, además de extraer el flujo luminoso.

 

2.         Cable Conductor

 

Es un cable muy delgado, el cual conecta cada terminal a cada uno de los postes conductores.

 

3.         Chip

 

Consiste en dos capas de material emisor semiconductor, cuando los átomos son excitados por un flujo de corriente intercambiando electrones, creando la luz.

 

4.         Reflector

 

Está por debajo del Chip reflejando y proyectando luz hacia fuera, sólo un 3% se queda atrapada.

 

5.         Cátodo

 

Poste hecho de aleación de cobre y conduce carga negativa, el cátodo es más corto que el ánodo para facilitar un ensamble más rápido y preciso en el circuito.

 

 

6.         Ánodo

 

            Poste hecho en aleación de cobre y conduce carga positiva.

 

 

 

 

VENTAJAS PRINCIPALES DE LOS LED

 

  • Altos niveles de flujo e intensidad dirigida.

 

  • Significante tamaño para múltiples y diferentes opciones de diseño.

 

  • Alta eficiencia, ahorro de energía. Una lámpara halógena de 50W de potencia ilumina 25 lumens/W consiguiendo un total de 1250 lumens. Para conseguir la misma iluminación con una lámpara de LEDs vamos a necesitar 179 LEDs (utilizando LEDs de alta luminosidad que iluminan 7 lumens/unidad), de esta forma tendremos la misma iluminación con ambas lámparas pero sin embargo nuestro consumo con la lámpara de LEDs va ser 4 veces menor, ya que sólo consumirá 13W.    (Datos aproximados).

 

  • Todos los colores. El LED es un dispositivo de longitud de onda fija pero que puede trabajar en una amplia banda del espectro. Para cubrir todo este ancho de banda existen en el mercado una gran gama de LEDs que nos permitirán iluminar con una longitud de onda especifica, o lo que es lo mismo en un determinado color (rojo, verde, ámbar, blanco e incluso ultra violeta).

 

  • Requerimientos bajos de Voltaje y Consumos.

 

  • Baja Baja generación de calor. Debido a que el LED es un dispositivo que opera a baja temperatura en relación con la luminosidad que proporciona. Los restantes sistemas de iluminación, en igualdad de condiciones de luminosidad que el LED, emiten mucho más calor.

 

 

  • Alta resistencia a los golpes y vibraciones. Absorbe las posibles vibraciones a las que pueda estar sometido el equipo sin producir fallos ni variaciones de iluminación. Esto es debido a que el LED carece de filamento luminiscente evitando de esta manera las variaciones de luminosidad del mismo y su posible rotura.

 

  • Extremadamente larga vida (de 50000 a 100000 Hrs.).

 

  • Sin radiación U. V.

 

  • Pueden ser fácilmente controlados y programados.

 

 

  • Diferentes formas con diferentes ángulos de radiación

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COMPARATIVA CON LÁMPARAS FLUORESCENTES Y HALÓGENAS

 

 

 

 

Vida Media Horas
LED 100.000 h.
Fluorescente

 20.000 h.

Halógeno   4.000 h.

 

 

 

 

 

 

 

 

Perdida de luminosidad -20% -30%
LED 45.000 h. 100.000 h.
Fluorescente   5.000 h.  20.000 h.
Halógeno   1.500 h.    4.000 h.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    CURIOSIDADES

 

 

INFORMACIÓN SOBRE LED, HISTORIA Y TECNOLOGÍAS

 

Introducción

 

 

Casi todos estamos familiarizados con los leds, los conocemos de verlos en el frente de muchos equipos de uso cotidianos, como radios, televisores, teléfonos celulares y display de relojes digitales, sin embargo la falta de una amplia gama de colores y una baja potencia lumínica han limitado su uso considerablemente.

 

No obstante eso esta cambiando gradualmente con la introducción de nuevos materiales que han permitido crear leds de prácticamente todo el espectro visible de colores y ofreciendo al mismo tiempo una eficiencia lumínica que supera a la de las lámparas incandescentes.

 

 Estos brillantes, eficientes y coloridos nuevos leds están expandiendo su dominio a un amplio rango de aplicaciones de iluminación desplazando a su anterior campo de dominio que era el de la mera indicación. Si consideramos su particularidad de bajo consumo energético y su prácticamente imbatible ventaja para su uso en señalamiento exterior (carteles de mensaje variables y señales de transito) tendremos que el futuro de estos pequeños dispositivos semiconductores es realmente muy promisorio tal como lo indican los números actuales de crecimiento de mercado a nivel mundial.

 

 

 

CÓMO FUNCIONAN LOS LEDS?

 

Para responder esta respuesta correctamente tendremos que empezar diciendo que el led es un diodo que emite luz (Light emitting Diode) y que un diodo es un semiconductor y que los semiconductores están hechos fundamentalmente de silicio. Como veremos mas adelante los led están hechos de una gran gama de elementos de la tabla periódica, pero nos ocuparemos ahora de explicar el funcionamiento del diodo a través del comportamiento del Silicio, ya que este es el material fundamental y mas popular de la electrónica moderna.

 

 

El silicio es un elemento muy común en la naturaleza, tal es así que se encuentra en la arena de las playas y en los cristales de cuarzo. Si miramos donde se encuentra el Silicio  (SI) en la tabla periódica de los elementos lo encontraremos con el numero atómico 14 y sus vecinos inmediatos son el Galio (Ga), Aluminio (Al), Boro (B), Carbono (C), Nitrógeno (N), Fósforo (P), Arsénico (As) y Germanio (Ge). Recuerden estos elementos porque forman parte de los distintos tipos de tecnologías de leds y son los que determinaran el color de emisión.

 

El carbono, el silicio y el galio poseen una propiedad única en su estructura electrónica, cada uno posee 4 electrones en su orbita externa lo que les permite combinar o compartir estos electrones con 4 átomos vecinos, formando así una malla cuadricular o estructura cristalina, de esta forma no quedan electrones libres como en el caso de los conductores que poseen electrones libres en su ultima orbita que pueden moverse a través de los átomos formando así una corriente eléctrica.

 

Por lo dicho, el silicio en su forma pura es básicamente un aislante. Podemos hacerlo conductor al mezclarlo con pequeñas cantidades de otros elementos, a este proceso se lo denomina “Mixture”( mezcla). Hay dos tipos de mezcla:

 

Mezcla N: En este caso el silicio se mezcla con Fósforo o Arsénico en pequeñas cantidades. El Fósforo y el Arsénico tienen 5 electrones en su orbita externa que terminan sobrando cuando se combina en una red de átomos de silicio. Este quinto electrón se encuentra libre para moverse, lo que permite que una corriente eléctrica fluya a través del Silicio. Se necesita solo una pequeña cantidad de dopaje o impurezas para lograr esta corriente, por ejemplo al agregar un átomo de impurezas por cada 108 (1000 millones) átomos de Silicio se incrementa la conductividad en un factor de 10. Los electrones tienen una carga negativa, por eso se llama mezcla tipo N.

 

Mezcla P: En este caso el silicio se dopa  con Boro o Galio en pequeñas cantidades. El Boro y el Galio tienen 3 electrones en su orbita externa por lo que termina faltando un electrón cuando se combina en una red de átomos de Silicio. Este electrón faltante ocasiona que se formen huecos en la red.

 

 

Estos huecos permiten que se circule una corriente a través del Silicio ya que ellos aceptan de muy buena gana ser “tapados” por un electrón de un átomo vecino, claro que esto provoca que se forme un hueco en el átomo que desprendió dicho electrón, este proceso se repite por lo que se forma una corriente de huecos a través de la red. Es de notar que en todos los caso lo único que se mueve fuera del átomo son los electrones, pero en este caso dicho movimiento provoca un efecto similar o equivalente al movimiento de huecos. Se necesita solo una pequeña cantidad de dopaje o impurezas para lograr esta corriente. Los agujeros tienen una carga positiva, por eso se llama dopaje tipo P

 

Tanto el Silicio mezclado N como el Silicio mezcaldo P tienen propiedades conductoras pero a decir de verdad no son muy buenos conductores de ahí el nombre de semiconductor.

 

Por separado ambos semiconductores no dicen mucho, pero cuando se juntan producen efectos interesantes, especialmente entre la juntura de ambos.

 

 

 

Creando el diodo

 

Cuando unimos Silicio N y Silicio P, tenemos una juntura semiconductora P-N este es el dispositivo semiconductor mas simple y es conocido con el nombre de diodo y es la base de toda la electrónica moderna.

 

El diodo permite la circulación de corriente en un sentido pero no en el sentido contrario tal como sucede en los molinetes de subte con las personas.

 

Cuando conectamos el diodo a una batería con  el terminal P al borne negativo y el terminal N al borne positivo (lo conectamos en inversa) tenemos que en el primer caso los huecos son atraídos por los electrones que provienen del terminal negativo de la batería y ese es el fin de la historia. Lo mismo sucede del lado N, los electrones libres son atraídos hacia el terminal positivo.

 

Por lo tanto no circula corriente por la juntura ya que electrones y agujeros se movieron en sentido contrario (hacia los terminales del diodo)

 

Si damos vuelta el diodo (lo conectamos en directa), tenemos que los electrones libres del terminal N se repelerán con los electrones libres del terminal negativo de la batería por lo que los primeros se dirigirán a la zona de juntura. En el terminal positivo tenemos que los huecos del terminal P se repelerán con los huecos del terminal positivo de la batería por lo tanto los huecos del semiconductor se dirigirán a la juntura.

 

En la juntura los electrones y los huecos se recombinan formando así una corriente que fluirá en forma permanente.

 

Un diodo real cuando se conecta en reversa tiene una pequeña corriente de perdida del orden de los 10 microamperes que se mantiene aproximadamente constante mientras la tensión de la batería no supere un determinado nivel, luego del cual la corriente crece abruptamente, esta zona se llama zona de ruptura o avalancha.           Generalmente esta zona queda fuera de las condiciones normales de funcionamiento. Hay que mencionar que dicha corriente inversa es casi linealmente dependiente de la temperatura.

 

Cuando el diodo se conecta en directa veremos que sobre sus extremos se produce una caída de tensión del orden de los 0.6 volts para los diodos de silicio normales. Esta caída de tensión es un reflejo de la energía necesaria para que los electrones salten la juntura y es característica de cada material. Este valor es conocido como potencial de salto de banda (band gap)

 

Tenemos entonces que para sacar un electrón de su orbita necesitamos energía y que esta se pierde en el transcurso de su recorrido dentro del diodo, esta energía se transforma en radiación, básicamente calor u ondas infrarrojas en un diodo normal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DE DIODOS A LEDS

 

Como dijimos, si la energía que se necesita es pequeña, se tendrá que dicha energía se emitirá en ondas infrarrojas de relativamente baja frecuencia, si el material necesitara mas energía para que se produzca el paso de la corriente, las ondas que emitirá el diodo tendrían mas energía y se pasaría de emitir luz infrarroja a  roja, naranja, amarilla, verde, azul, violeta y ultravioleta.

 

O sea el diodo emitiría luz monocromática en el espectro visible y más allá. Ya tenemos el led!!!

 

Por supuesto a más alta frecuencia mayor será la caída de tensión por lo que pasaremos de 0.6v de caída para un diodo normal a 1,3 v para un led infrarrojo, 1,8 v. para un led rojo, 2,5 v. para uno verde, y 4,3v.  para un led azul y más de 5v. para un led ultravioleta.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Estas distintas longitudes de ondas se forman combinando distintas proporciones de materiales, los mismos que se enumeraron al inicio.

 

 

 

ENCAPSULADO DE LOS LEDS

 

 

Existen numerosos encapsulados disponibles para los leds y su cantidad se incrementa de año en año a medida que las aplicaciones de los leds se hacen mas especificas.

 

 

 

 

Como vemos el led viene provisto de los dos terminales correspondientes que tienen aproximadamente 2 a 2,5 cm de largo y sección generalmente de forma cuadrada.

 

Podemos observar que la parte interna del terminal del cátodo es más grande que el ánodo, esto es porque el cátodo esta encargado de sujetar al sustrato de silicio, por lo tanto será este terminal el encargado de disipar el calor generado hacia el exterior ya que el terminal del ánodo se conecta al chip por un delgado hilo de oro, el cual prácticamente no conduce calor. Es de notar que esto no es así en todos los leds, solo en los últimos modelos de alto brillo y en los primeros modelos de brillo estándar, ya que en los primeros led de alto brillo es al revés.

 

Por eso no es buena política a la hora de tener que identificar el cátodo, hacerlo observando cual es el de mayor superficie. Para eso existen dos formas más convenientes, la primera y más segura es ver cual es el terminal mas corto, ese es siempre el cátodo no importa que tecnología sea el led.

 

 La otra es observar  la marca plana que también indica el cátodo, dicha marca plana es una muesca o rebaje en un reborde que tiene los leds. Este no es un método que siempre funciona ya que algunos fabricantes no incluyen esta muesca y algunos modelos de leds pensados para aplicaciones de cluster donde se necesitan que los leds estén muy pegados, directamente no incluye este reborde.

 

El terminal que sostiene el sustrato cumple otra misión muy importante, la de reflector, ya que posee una forma parabólica o su aproximación semicircular, este es un punto muy critico en la fabricación y concepción del led ya que un mal enfoque puede ocasionar una perdida considerable de energía o una proyección despareja.

 

Un led bien enfocado debe proyectar un brillo parejo cuando se proyecta sobre una superficie plana. Un led con enfoque defectuoso se puede identificar porque proyecta formas que son copia del sustrato y a veces se puede observar un aro mas brillante en el exterior de circulo, síntoma seguro de que la posición del sustrato se encuentra debajo del centro focal del espejo terminal.

Dentro de las características ópticas del led aparte de su luminosidad esta la del ángulo de visión, se define generalmente el ángulo de visión como el desplazamiento angular desde la perpendicular donde la potencia de emisión disminuye a la mitad. Según la aplicación que se le dará al led se necesitara distintos ángulos de visión así son típicos leds con 4,6,8,16,24,30,45,60 y hasta 90 grados de visión. Generalmente el ángulo de visión esta determinado por el radio de curvatura del reflector del led y principalmente por el radio de curvatura del encapsulado. Por supuesto mientras mas chico sea el ángulo y  a igual sustrato semiconductor se tendrá un mayor potencia de emisión y viceversa

 

Otro componente del led que es común encontrarlo en los led de 5mm son los stand-off o separadores, son topes que tienen los terminales y sirven para separar los leds de la plaqueta en aplicaciones que así lo requieren, generalmente si se va colocar varios leds en una plaqueta conveniente que no tenga stand – off ya que de esta forma el encapsulado del led puede apoyarse sobre la plaqueta lo que le dará la posición correcta, esto es especialmente importante en leds con ángulo de visión reducido.

 

 

 

 

 

Por ultimo tenemos el encapsulado epoxi que es el encargado de proteger al semiconductor de las inclemencias ambientales y como dijimos ayuda a formar el haz de emisión.

 

 

Existen básicamente 4 tipos de encapsulado si lo catalogamos por su color.

 

-Transparente o clear water (agua transparente): Es el utilizado en leds de alta potencia de emisión, ya que el propósito de estos leds es fundamentalmente iluminar, es importante que estos encapsulados no absorban de ninguna manera la luz emitida.

 

-Coloreados o tinted: Similar al anterior pero coloreado con el color de emisión de sustrato similar al vidrio de algunas botellas, se usa principalmente en leds de mediana potencia y/o donde sea necesario identificar el color del led aun apagado.

 

 

-Difuso o difused: Estos leds tiene un aspecto mas opacos que el anterior y están coloreados con el color de emisión, poseen pequeñas partículas en suspensión de tamaño microscópicos que son las encargadas de desviar la luz, este tipo de encapsulado le quita mucho brillo al led pero le agrega mucho ángulo de visión ya que los múltiples rebotes de la luz dentro del encapsulo le otorgan un brillo muy parejo sobre casi todos los ángulos prácticos de visión.

 

-Lechosos o Milky: Este tipo de encapsulado es un tipo difuso pero sin colorear, estos encapsulado son muy utilizados en leds bicolores o multicolores. El led bicolor es en realidad un led doble con un cátodo común y dos ánodos ( 3 terminales) o dos led colocados en contraposición (2 terminales). Generalmente el primer caso con leds rojo y verde es el mas común aunque existen otras combinaciones incluso con mas colores.

 

Es muy importante hacer notar que en todos los casos el sustrato del led es el que determina el color de emisión y no el encapsulado. Un encapsulado con frecuencia de paso distinta a la frecuencia de emisión del sustrato solo lograría filtrar la luz del led, bajando así su brillo aparente al igual que todo objeto colocado delante de él.

 

 

EVOLUCIÓN DE LOS LEDS

 

 

El primer led comercialmente utilizable fue desarrollado en el año 1962, combinando Galio, Arsénico y Fósforo (GaAsP) con lo cual se consiguió un led rojo con una frecuencia de emisión de unos 650 nm con una intensidad relativamente baja, aproximadamente 10mcd @20mA,(mcd = milicandela, posteriormente explicaremos las unidades fotométricas y radiométricas utilizadas para determinar la intensidad lumínica de los leds ). El siguiente desarrollo se basó en el uso del Galio en combinación con el Fósforo (GaP) con lo cual se consiguió una frecuencia de emisión del orden de los 700nm.

A pesar de que se conseguía una eficiencia de conversión electrón- fotón o corriente-luz mas elevada que con el GaAsP, esta se producía a relativamente baja corrientes, un incremento en la corriente no generaba un aumento lineal en la luz emitida, sumado a esto se tenia que la frecuencia de emisión estaba muy cerca del infrarrojo una zona en la cual el ojo no es muy sensible por lo que el led parecía tener bajo brillo a pesar de su superior desempeño de conversión.

 

 

Los siguientes desarrollos, ya entrada la década del 70, introdujeron nuevos colores al espectro. Distinta proporción de materiales produjo distintos colores. Así se consiguieron colores verde y rojo utilizando GaP y ámbar, naranja y rojo de 630nm (el cual es muy visible) utilizando GaAsP. También se desarrollaron leds infrarrojos, los cuales se hicieron rápidamente populares en los controles remotos de los televisores y otros artefactos del hogar.

 

En la década del 80 un nuevo material entró en escena el GaAlAs Galio, Aluminio y Arsénico. Con la introducción de este material el mercado de los leds empezó a despegar ya que proveía una mayor performance sobre los leds desarrollados previamente. Su brillo era aproximadamente 10 veces superior y además se podía utilizar a elevadas corrientes lo que permitía utilizarlas en circuitos multiplexados con lo que se los podía utilizar en display y letreros de mensaje variable.

 

 

Sin embargo este material se caracteriza por tener un par de limitaciones, la primera y más evidente es que se conseguían solamente frecuencias del orden de los 660nm (rojo) y segundo que se degradan mas rápidamente en el tiempo que los otros materiales, efecto que se hace más notorio ante elevadas temperaturas y humedades. Hay que hacer notar que la calidad del encapsulado es un factor fundamental en la ecuación temporal.

 

Los primeros desarrollos de resinas epoxi para el encapsulado poseían una no muy buena impermeabilidad ante la humedad, además los primeros leds se fabricaban manualmente, el posicionamiento del sustrato y  vertido de la resina era realizado por operarios y no por maquinas automáticas como hoy en día, por lo que la calidad del led era bastante variable y la vida útil mucho menor que la esperada.

 

Hoy en día esos problemas fueron superados y cada vez son mas las fabricas que certifican la norma ISO 9000 de calidad de proceso. Además últimamente es más común que las resinas posean inhibidores de rayos UVA y UVB, especialmente en aquellos leds destinado al uso en el exterior.

 

En los 90 se apareció en el mercado tal vez el más éxitoso material para producir leds hasta la fecha el AlInGaP Aluminio, Indio, Galio y Fósforo. Las principales virtudes de este tetar compuesto son que se puede conseguir una gama de colores  desde el rojo al amarillo cambiando la proporción de los materiales que lo componen y segundo, su vida útil es sensiblemente mayor, a la de sus predecesores, mientras que los primeros leds tenia una vida promedio efectiva de 40.000 horas los leds de AlInGaP podían mas de 100.000 horas aun en ambientes de elevada temperatura y humedad.

 

Es de notar que muy difícilmente un led se queme, si puede ocurrir que se ponga en cortocircuito o que se abra como un fusible e incluso que explote si se le hace circular una elevada corriente, pero en condiciones normales de uso un led se degrada o sea que pierde luminosidad a una taza del 5 % anual. Cuando el led ha perdido el 50% de su brillo inicial, se dice que ha llegado al fin de su vida útil y eso es lo que queremos decir cuando hablamos de vida de un led. Un rápido calculo nos da que en una año hay 8760 horas por lo que podemos considerar que un LED de AlInGaP tiene una vida útil de mas de 10 años.

Como dijimos uno de factores fundamentales que atentan contra este numero es la temperatura, tanto la temperatura ambiente como la interna generada en el chip, por lo tanto luego nos referiremos a técnicas de diseño de circuito impreso para bajar la temperatura.

 

Explicaremos un detalle de mucha importancia respecto a los leds y su construcción. Cuando se fabrica el led, se lo hace depositando por capas a modo de vapores, los distintos materiales que componen el led, estos materiales se depositan sobre una base o sustrato que influye en la dispersión de la luz. Los primeros leds de AlInGaP se depositaban sobre sustratos de GaAs el cual absorbe la luz innecesariamente. Un adelanto en este campo fue reemplazar en un segundo paso el sustrato de GaAs por uno de GaP el cual es transparente, ayudando de esta forma a que mas luz sea emitida fuera del encapsulado.

 

Por lo tanto este nuevo proceso dio origen al TS AlInGaP (Tranparent Substrate ) y los AlInGaP originales pasaron a denominarse AS AlInGaP (Absorbent Susbtrate). Luego este mismo proceso se utilizo para los led de GaAlAs dando origen al TS GaAlAs y al As GaAlAs. En ambos casos la Eficiencia luminosa se incrementaba típicamente en un factor de 2 pudiendo llegar en algunos casos a incrementarse en un factor de 10. Como efecto secundario de reemplazar el As por el TS se nota un pequeño viro al rojo en la frecuencia de emisión, generalmente menor a los 10nm.

 

A final de los 90 se cerro el circulo sobre los colores del arco iris, cuando gracias a las tareas de investigación del Shuji Nakamura, investigador de Nichia, una pequeña empresa fabricante de leds de origen japonés, se llego al desarrollo del led azul, este led siempre había sido difícil de conseguir debido a su elevada energía de funcionamiento y relativamente baja sensibilidad del ojo a esa frecuencia (del orden de los 460 nm)

 

Hoy en día coexisten varias técnicas diferentes para producir luz azul, una basada en el SiC Silicio – Carbono otra basada en el GaN Galio – Nitrógeno, otra basada en InGaN Indio-Galio-Nitrógeno sobre substrato de Zafiro y otra GaN sobre sustrato SiC. El compuesto GaN, inventado por Nakamura, es actualmente el mas utilizado. Otras técnicas como la de ZnSe Zinc – Selenio ha sido dejadas de lado y al parecer el SiC seguirá el mismo camino debido a su bajo rendimiento de conversión y elevada degradación con la temperatura.

 

Dado que el azul es un color primario, junto con el verde y el rojo, tenemos hoy en día la posibilidad de formar el blanco con la combinación de los tres y toda la gama de colores del espectro, esto permite que los display gigantes y carteles de mensajes variables full color se hagan cada día más habituales en nuestra vida cotidiana.

 

Es también posible lograr otros colores con el mismo material GaN, como por ejemplo el verde azulado o turquesa, de una frecuencia del orden de los 505 nm. Este color es importante ya que es el utilizado para los semáforos y entra dentro de la norma IRAM 2442 Argentina y VTCSH parte 2 americana y otras. Su tono azulado lo hace visible para las personas daltónicas. El daltonismo es una enfermedad congénita que hace a quien lo padece ser parcialmente ciego a determinadas frecuencias de color, generalmente dentro de ellas esta la correspondiente al verde puro que tiene una frecuencia del orden de los 525 nm.

 

Otros colores también son posibles de conseguir como por ejemplo el púrpura, violeta o ultravioleta. Este ultimo es muy importante para la creación de una forma más eficiente de producir luz blanca que la mera combinación de los colores primarios, ya que añadiendo fósforo blanco dentro del encapsulado, este absorbe la radiación ultravioleta y emite frecuencia dentro de todo el espectro visible, logrando luz blanca en un proceso similar al que se produce en el interior de los tubos fluorescentes. A veces el fósforo posee una leve tonalidad amarillenta para contrarrestar el tono azulado de la luz del semiconductor.

 

Luego de tantos materiales y frecuencias de ondas seria bueno resumir todo esto en una forma mas clara, es por ello en la tabla 1.1 se detallan los distintos frecuencias de emisión típica de los leds comercialmente disponibles y sus materiales correspondientes.

 

Los datos técnicos fueron obtenidos de distintos fabricantes. Es de notar que la resolución del ojo es del orden de los 3 a 5 nm según el color de que se trate.

 

Para tener una idea aproximada de la relación entre la frecuencia expresada en nanómetros y  su correspondencia con un color determinado es que a continuación se presenta un grafico simplificado del triangulo de Maxwell o Diagrama de Cromaticidad CIE . Cada color se puede expresar por sus coordenadas X e Y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Los colores puros o saturados se encuentran en el exterior del triangulo y a medida que nos acercamos a su centro el color tiende al blanco. El centro de la zona blanca es el blanco puro y suele expresarse por medio de la temperatura de color, en grados Kelvin, de un cuerpo negro. Simplificando podemos decir que un cuerpo negro al calentarse empieza a emitir ondas infrarrojas, al subir la temperatura empieza a tomar un color rojizo, esto es en los 770 nm, al seguir elevándose la temperatura, el color se torna anaranjado, amarillento y finalmente blanco, describiendo una parábola desde el extremo inferior derecho hacia el centro del triangulo. Por lo tanto cada color por donde pasa dicha parabola puede ser representado por una temperatura equivalente.

 

El centro del triangulo (blanco puro) se corresponde con una temperatura de 6500 K. El tono de los leds blanco viene expresado precisamente en grados kelvin. Una temperatura superior significa un color de emisión blanco – azulado. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONCLUSIONES

 

En resumen, podemos concluir que hoy en día es posible conseguir leds en todo el espectro visible y más allá.  Con una elevada vida útil, elevado brillo, alta eficiencia lumínica y estándares de calidad de acuerdo a exigentes normas de nivel mundial. Su bajo consumo comparado con otras fuentes de luz incluso inferior a las lamparas de bajo consumo y tubos fluorescentes, lo posiciona dentro del grupo de los productos ambientalmente amigables y ecológicos. Sumado a todo esto nos encontramos con que su precio y disponibilidad en el mercado lo hacen cada vez más asequible al publico en general e indicado para cada vez mas aplicaciones de uso cotidiano en el mundo del siglo XXI.

Hello world!

agosto 25, 2009

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