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La iluminación led es mucho más que el ahorro de energía

Las aplicaciones en salud humana y agricultura, entre la multitud de posibilidades de esta luz de diseño

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Planta cultivada con iluminación led./PRBX

La iluminación led se abre paso a gran velocidad y está dejando obsoletos las históricas bombillas incandescentes y los tubos fluorescentes con el consiguiente gran ahorro de energía. Hasta aquí, todos de acuerdo, pero las repercusiones de este tipo de iluminación van mucho más allá, al abrir todo un nuevo panorama de aplicaciones en las que la luz se utilice más y mejor en medicina, agricultura y energía, señalan algunos de los mayores expertos en este campo.

Lo que casi todos sabemos de los ledes es que son pequeños, ligeros y también baratos porque consumen mucho menos que otro tipo de iluminación para un mismo resultado. Algunos saben que estamos hablando de dispositivos electrónicos de estado sólido, diodos que emiten luz (de ahí su nombre, que responde a las siglas en inglés y que se ha incluido ya en el Diccionario de la Real Academia) y que tardaron décadas en llegar al mercado procedentes de los laboratorios. Lo que explican ahora los expertos que es que la tecnología está todavía en su infancia, en el umbral de la luz de diseño o luz de ingeniería y eso va mucho más allá de la aplicación básica de las tecnologías de iluminación, que ha sido siempre la visión y la visibilidad cuando no hay luz solar. La visión es tan importante para los humanos que la mitad del cerebro humano está dedicado al proceso de las señales visuales, recuerdan, por cierto, los cuatro expertos estadounidenses (Morgan Pattison, Jeff Tsao, George Brainard y Bruce Bugbee) que tratan este tema en la revista Nature.

Uno de los rasgos más importantes de esta fuente de luz, manipulable como nunca antes, es el control del espectro lumínico producido, que, además de para iluminación, se puede utilizar para estimular los fotorreceptores en los seres vivos que tienen que ver con los ritmos circadianos y el comportamiento neurológico y neuroendocrino, entre otros aspectos. En las plantas, por ejemplo, se puede, con la luz adecuada, alterar su forma, aumentar la fotosíntesis y mejorar su valor nutricional.

Otro rasgo es que se puede controlar de forma muy precisa la intensidad de la luz led. Según la frecuencia que se emita, se podría comunicar por luz visible en el espacio mejorando las prestaciones del wifi en áreas congestionadas, adecuar en tiempo real la iluminación de cualquier escena (por ejemplo un concierto) a las preferencias visuales de los espectadores, o asegurar que solo se ilumina algo (se emiten fotones) cuando hay espectadores que los reciban.

Por otro lado, la luz led se puede utilizar como un rayo láser muy flexible, con miles de posibilidades de proyectar formas distintas y complejas. Y los ledes se pueden integrar fácilmente en otras tecnologías, en forma de sensores químicos, de imagen, de temperatura o de humedad, en aplicaciones acústicas y para hacer mapas en tres dimensiones de espacios y detectar su ocupación. De tan mareante número de posibles aplicaciones se desprende una más, la conectividad: que la iluminación led esté conectada a Internet o a redes internas. En un edificio, por ejemplo, se puede controlar la ocupación de las estancias y conocer su programación, adecuando automáticamente la ambientación (frío o calor), la iluminación y otros factores para hacer más eficiente el gasto energético en un mundo futuro en el que predominarán las fuentes renovables (e intermitentes), como la energía solar y la eólica.

Necesidades lumínicas de diversas frutas y hortalizas clasificadas por el flujo de fotones./ PRBX

Los autores del análisis se centran en dos importantes aplicaciones de la iluminación led. La primera es en humanos, en los que se está avanzando en la identificación en detalle de un nuevo circuito fotosensible, distinto del visual, que está relacionado con el ritmo circadiano. Esto quiere decir el ser humano tiene necesidad fisiológica de luz. Así se regulan, al menos parcialmente, los sistemas de sueño, despertar, alerta, temperatura corporal, el estado de ánimo y la secreción de hormonas como la melatonina y el cortisol, todo ello relacionado con la salud y la productividad del ser humano. Aunque queda todavía mucho por conocer sobre la influencia concreta de este sistema fotoreceptor, los ledes permitirían perfeccionar las terapias en caso de depresión invernal o para evitar consecuencias indeseables para la salud de los turnos de trabajo nocturnos. La Estación Espacial Internacional, en la que el día y la noche dejan de existir para sus ocupantes, se ha convertido en el escenario de una investigación sobre cómo influyen en su salud y bienestar sistemas tipo led que tienen tres posibilidades distintas de espectro e intensidad, relacionadas con la visión general, el cambio del ritmo circadiano y el presueño, respectivamente.

El segundo tema en el que se fijan los expertos es el uso de la luz en la agricultura, un campo de investigación que tiene 200 años de antigüedad. Ya se cultivan plantas solo con luz artificial, pero se podría decir que son tecnologías muy bastas, que no tienen en cuenta que los vegetales responden a la luz de muchas más formas que lo hacen los humanos. Por un lado está el efecto de la longitud de onda de la luz sobre la forma y el crecimiento de las plantas, de lo que todavía queda mucho por saber. Por otro lado está la función de la luz verde, que resulta ser igual de importante que otros colores para la fotosíntesis, a pesar de que la clorofila absorbe muy poco este color. Un aspecto interesante es que con los ledes se pueden producir pulsos cortísimos de radiación ultravioleta. Esta radiación se ha demostrado que tiene un efecto beneficioso sobre el sabor de los frutos porque aumenta el metabolismo secundario pero también puede dañar el ADN de las plantas por lo que aplicarla en forma de pulsos sería mejor.

Esta revolución en la investigación sobre la fotobiología de las plantas resulta en que por primera vez los fotones se pueden aplicar con precisión a la producción de alimentos, con un coste asumible para productos de alto valor añadido, como son las frutas y hortalizas, que se cultivan ya en sistemas cerrados con luz tipo led suplementaria.

Como conclusión, los científicos alertan de que es necesario mantener la investigación en todas las áreas, para conocer también cualquier posible efecto negativo de esta nueva fuente de luz y sus formas de utilización, pero señalan que este nuevo mundo led puede significar una revolución tan importante como lo fue la transición de la iluminación por gas a la iluminación eléctrica con lámparas incandescentes hace un siglo.