Luces LED.

Mientras que el primer LED que se fabricó en el mundo data del año 1900, no es hasta la década de los 60 cuando esta tecnología tomó partido en diversas aplicaciones prácticas. Durante las siguientes décadas se mejoró la eficiencia, la fiabilidad y el manantial luminoso de este tipo de luces. A finales de 1990, las lámparas LED pasaron a ser una alternativa más eficiente energéticamente que la iluminación incandescente tradicional. La iluminación LED resultaba una opción cara pero sus beneficios a largo plazo eran muy superiores si los se comparan con los costes iniciales de adquisición e instalación. Las aplicaciones prácticas de este tipo de tecnología fueron aumentando día a día y, en 1999, los ingenieros de la empresa de luminarias ADB comenzaron a explorar el uso de LEDs en la iluminación de los aeródromos. Sus estudios culminaron con el desarrollo del primer LED para circuitos de balizamiento, que fue lanzado al mercado en 2002. Con este LED, se da comienzo a la implantación de una nueva tecnología revolucionaria en el mundo de la iluminación aeroportuaria.

Inicialmente el uso de los LEDs se limitó a los accesorios de baja intensidad, ya que no contaban con el brillo y la potencia adecuados para ser utilizados a alta intensidad en la iluminación de la pista. A partir de 2002, el diseño de LEDs destinados a la iluminación de pista y calles de rodaje ha experimentado muchos cambios importantes en su concepción, consiguiendo ser eliminados los problemas de potencia, brillo, rendimiento y fiabilidad. Tal es así que hoy en día se cuenta con una disponibilidad de mercado en todo el espectro de aplicaciones de iluminación de zona de maniobras de aeropuertos.

Se han realizado diversos estudios y encuestas por parte de las empresas fabricantes de esta tecnología y autoridades y todos reiteran la creciente demanda de los LEDs en la iluminación de pistas y zonas de movimiento de aeronaves. Cabe destacar que el Programa Cooperativo de Investigación en Aeropuertos de la FAA señala en su informe que el empleo de esta tecnología para la iluminación del campo de la aviación es cada vez mayor en los aeropuertos de Estados Unidos y en otros países en general.

71 Optimización del Sistema Eéctrico de un Aeropuerto: Aplicación al Aeropuerto de Sevilla

sentido de conducción del diodo. El fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico con una resistencia mayor a las cápsulas de vidrio empleadas generalmente en las lámparas incandescentes.

Los diodos emiten cierta cantidad de radiación cuando los pares electrón-hueco se recombinan, es decir, cuando los electrones caen desde la banda de conducción –de mayor energía- a la banda de valencia –de menor energía-, emitiendo fotones en el proceso. El color depende de la altura de la banda prohibida – diferencias de energía entre bandas de conducción y de valencia-, es decir, de los materiales empleados en su fabricación. Para distintos tipos de compuestos empleados en la fabricación de los LEDs, se tendrá distintos tipos de colores y longitudes de onda de las radiaciones emitidas.

Logran alcanzar unos rendimientos aproximadamente de 30 lm/W para una potencia consumida de 1 W, aunque paulatinamente se están alcanzando los 50 lm/W. Cuentan con una potencia luminosa bastante limitada si se compara con las lámparas incandescentes o halógenas, por lo que se recomiendan su implantación en aplicaciones de luminarias de calles de rodaje. Son útiles para reforzar la visibilidad a corta distancia de las señales que están pintadas en el pavimento en situaciones de escasa visibilidad.

Cuenta con numerosas ventajas, entre las cuales destacan:

 Larga vida útil, que puede llegar hasta alcanzar las 100.000 horas.

 La radiación emitida es monocromática del color requerido, que evita el empleo de filtros y simplificaciones de diseño, construcción y mantenimiento.

 Rendimiento luminoso superior al resto de lámparas empleadas.

 Poco másicos y muy compactos, que lo hacen resistentes a colisiones y vibraciones.

Compuesto Color Longitud de

onda Arseniuro de Galio Infrarrojo 940 nm Arseniuro de Galio y aluminio Rojo e infrarrojo 890 nm Arseniuro fosfuro de Galio Rojo, anaranjado y amarillo 630 nm

Fosfuro de Galio Verde 555 nm

Nitruro de Galio Verde 525 nm

Seleniuro de Zinc Azul -

Nitruro de Galio e indio

Azul 450 nm

Carburo de Silicio Azul 480 nm

Diamante Ultravioleta -

Silicio En desarrollo -

Tabla 4.6 - Compuestos, colores y longitudes de onda de los LEDs. Tabla extraída de asifunciona.com.

72 Optimización del Sistema Eéctrico de un Aeropuerto: Aplicación al Aeropuerto de Sevilla

primer nivel para la aviación civil -OACI y FAA- no especifican qué tipo de tecnología de iluminación deben emplearse en cada uno de los fines para los que se diseñan. Esta tecnología es muy reciente y es necesario que pase el tiempo para que estos organismos elaboren una Normativa reguladora para el uso de la tecnología LED.

En países como Reino Unido, la Autoridad de Aviación Civil –CAA- ha aprobado el uso de LED en las pistas y calles de rodaje. Su política relativa a la sustitución de las tradicionales luces por las de tipo LED en el entorno del lado aire y en sistemas de iluminación de obstáculos en los aeródromos se detalla en el expediente NOTAL 2005/06. Entre las aplicaciones que se les asignan a las luces LED se incluyen la implantación de las luces de eje y borde de pista, las luces de protección de pista, luces de eje y borde de calle de rodaje y las luces indicadoras de obstáculos.

Profesionales de la industria y expertos confían en que la tecnología LED se impondrá en un futuro cercano en los circuitos de balizamiento de la mayoría de los aeropuertos. Existen muchas razones por las que tiene sentido pasar de la iluminación tradicional a la nueva iluminación LED, que en términos generales se pueden encajar en las siguientes áreas:

 Seguridad. La variación de color de saturación se reduce al mínimo con el paso de intensidad, produciéndose un encendido casi instantáneo mejorando la visibilidad y la seguridad. Debido a la inexistencia de tiempo de espera antes de que se alcance el brillo completo, la iluminación de las posiciones de estacionamiento individuales es mucho más dinámica. La capacidad para la atenuación implica importantes ahorros de energía y aumenta la vida útil de las luminarias, traduciéndose en un mantenimiento menor de las mismas.

 Un mantenimiento menor se relaciona directamente con una disminución de los movimientos de los técnicos de mantenimiento y de vehículos en el aeródromo. Esto reduce el riesgo de incursiones en la pista y aumenta los movimientos de aeronaves operativas y de seguridad, reduciéndose el tiempo de inactividad, reduciéndose el número de retrasos inesperados y, en general, los aeropuertos son más capaces de hacer frente a la creciente demanda de pasajeros y mejora la rentabilidad.

 Coste-eficiencia. Si se pasa de tener una instalación con iluminación tradicional a otra con tecnología LED, el consumo de energía se reduce en cualquier instalación entre un 50 % y un 90%, debido a que no es necesario un calentamiento y que la demanda de potencia eléctrica es mucha menor.

Aplicación de iluminación Halógenas LED

Eje de calle de rodaje 40-100 W 20 W

Barra de parada 40-105 W 10 W

Eje de pista 96 W 30 W

Zona de toma de contacto 48 W 15 W

Borde de calle de rodaje (elevada)

30-45 W 11 W

Tabla 4.7 - Comparación de consumos entre lámparas halógenas y lámparas LED. Información obtenida de catálogos de diversos fabricantes.

4.3.2 Planteamiento.

El planteamiento de esta modificación se antoja bastante simple. Únicamente sería necesario adquirir las balizas que se quisieran intercambiar, que en este caso serían todas las balizas de eje, borde y umbral. La sustitución se haría baliza por baliza y no sería necesario ningún tipo de obra de acondicionamiento a la hora de instalar las balizas, pues las que sean empotradas seguirán siendo empotradas y las que sean elevadas

73 Optimización del Sistema Eéctrico de un Aeropuerto: Aplicación al Aeropuerto de Sevilla

seguirán siendo elevadas. En cuanto a la conexión de los secundarios no sería necesario realizar ningún tipo de cambio, pues el mismo cableado empleado en los circuitos originales sería útil en los nuevos.

Sin embargo, sí resultaría necesario cambiar los reguladores de intensidad constante, así como los transformadores de aislamiento. El primero sería necesario pues la potencia total consumida por el circuito de balizamiento al cual regula disminuiría considerablemente. En cuanto a los transformadores de aislamiento, su cambio se justificaría por la misma razón argumentada para los reguladores, es decir, el descenso de potencia eléctrica consumida aguas abajo del mismo.

Pero para este último caso se abre una posibilidad que puede resultar muy interesante en cuanto a ahorro económico en la sustitución de las nuevas balizas. Esta posibilidad es la de la conexión en serie de varias balizas a un mismo transformador de aislamiento, lo cual se especifica en el siguiente punto.