El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) publicó el informe llamado Cambios en la eficiencia de los dispositivos en estado sólido (SSL) y el rendimiento óptico con el envejecimiento, que analiza las modificaciones a largo plazo de las fuentes de luz SSL bajo cuatro criterios que representan áreas específicas de investigación y desarrollo de LEDs.
Los productos se adquirieron a través de tiendas en línea, locales minoristas y algunos directamente con los fabricantes, quienes calificaron sus productos como apropiados para uso en lugares húmedos y la temperatura se mantuvo dentro de los límites indicados en las especificaciones.
Qué se calificó
Se evaluaron cuatro puntos de eficiencia: de la fuente de luz, de suministro óptico, de la intensidad luminosa y eficiencia espectral.
Durante el estudio se sometieron a evaluación cuatro tipos producto LED con distintos factores de forma que consiguen un rendimiento óptico por métodos diferentes. Dos dispositivos consistieron en productos LED que generan iluminación con chips en tonos violeta; los otros dos equipos fueron downlights de 6 pulgadas con una temperatura de color correlacionada (CCT) conmutable. Ambos lo consiguen a través LED azul.
El informe resume los hallazgos de hasta 14,000 horas de esfuerzo acelerado en las fuentes LED violeta y hasta 12,000 horas en los downlights. Las pruebas de estrés ayudan a obtener información en un periodo de tiempo más corto y los métodos utilizados están dentro del enfoque recomendado para estudiar la confiabilidad de estos equipos.
Los productos se adquirieron a través de tiendas en línea, locales minoristas y algunos directamente con los fabricantes, quienes calificaron sus productos como apropiados para uso en lugares húmedos y la temperatura se mantuvo dentro de los límites indicados en las especificaciones.
Se crearon grupos y se sometieron a pruebas de estrés acelerado, las cuales incluían test de vida operativa en ambiente elevado de 45ºC y 65ºC o 75ºC, en ambos casos con humedad relativa del 90%, ya sea en horno de temperatura o cámara ambiental de temperatura-humedad. Las fuentes de luz se mantuvieron entre 75ºC-86ºC durante las pruebas.
También se clasificaron dos grandes fallas presentadas por los equipos de iluminación:
- Fallas abruptas: si el dispositivo deja de producir iluminación repentinamente
- Fallas paramétricas: Cuando los equipos caen gradualmente de la especificación en un área clave de desempeño
Los resultados indican que existe una fuerte dependencia del tiempo en la eficiencia de la fuente, entrega óptica y espectral que cambian drásticamente en función del diseño de producto y condiciones de uso.
También se concluyó que las altas temperaturas tienen alto impacto en la eficiencia de la fuente y al estar formados por distintos componentes, algunos materiales de los dispositivos LED sufren mayores afectaciones.
El envejecimiento de las lentes y otras superficies ópticas inducido por la temperatura tuvo un mayor impacto en el flujo luminoso y mantenimiento de la cromaticidad que en la degradación del LED.
La humedad afectó la eficiencia de la fuente, del suministro óptico y la eficiencia espectral. Mientras que la temperatura y humedad alta modificaron la cromaticidad de manera significativa, además de provocar una depreciación en los lúmenes, lo que impacta en la vida útil del producto.
Comprender cómo se degradan los materiales de fabricación de los dispositivos SSL es crucial para mejorar aspectos ingenieriles, de sustentabilidad y economía circular.
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