Del mismo modo que parecía que las bombillas incandescentes se habían enfrentado a su recta final, los investigadores del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) pueden que les hayan dado un respiro gracias a un nuevo avance tecnológico.
La iluminación incandescente tuvo su inicio hace más de un siglo y se ha mantenido prácticamente sin cambios durante todo este tiempo. Las últimas regulaciones que entrarán en vigor con la intención firme de mejorar la eficiencia energética, han comenzado a retirarlas, sustituyéndolas por fluorescentes compactas más eficientes y bombillas LED.
Las bombillas incandescentes funcionan calentando un alambre de tungsteno fino a alta temperatura que hace que emita un amplio espectro de luz. Conocido como “La radiación del cuerpo negro‘, esta amplia banda de luz es la que ofrece un nivel de luz cálida y acogedora a la que todos nos hemos llegado a acostumbrar. Del mismo modo, ha sido muy conocida por todos los fabricantes de iluminación que, sin descanso, han trabajado para reproducirla durante años.
El problema con este método es que es altamente ineficiente, aunque se produce una amplia banda de luz, sólo un pequeño porcentaje de la misma es realmente visible para el ojo humano. Un sorprende porcentaje menor de un 5% de los fotones producidos son realmente visto y el 95% restante se desperdicia, en su mayoría en forma de calor.
Una nueva investigación de cuatro profesores de Instituto Tecnológico de Massachusetts y uno de la Universidad de Purdue han encontrado una posible solución con ayuda de la Nanotecnología: un nuevo tipo de filtro que detiene los fotones de modo que los que se pierden se reflejan de nuevo en el filamento para ser reabsorbidos y se convierten de nuevo en luz visible. Construido a partir de una forma de cristal a partir de capas que alternan materiales tales como dióxido de silicio y óxido de tantalio con un espesor menor que 1 / 100 del de un cabello humano. La investigación afirma que este enfoque podría mejorar la eficiencia de la iluminación incandescente en 10 veces, por lo que es más eficiente en el hecho de que la actual fluorescente compacta comercial y la iluminación LED.
Este filtro funciona de dos maneras, un proceso de dos etapas de acuerdo con los investigadores. La primera etapa lleva el filamento con forma de lámina de metal caliente convencional, con todas sus deficiencias, pero en lugar de permitir que el calor residual se pierda en forma de radiación infrarroja, el filtro alrededor de este filamento permite que la radiación infrarroja pase a través de éste, pero las vuelven a reflejar como un espejo. Ellas entonces son redirigidas de vuelta al filamento y le añaden más calor, haciendo que su temperatura se eleve más todavía. Cuanto más se repite este proceso, mayor es la temperatura y el brillo conseguido y con el uso de mucha menor electricidad que normalmente se requiere.
Esta segunda etapa afecta dramáticamente el rendimiento luminoso de la bombilla. Las bombillas incandescentes tienen normalmente una eficacia luminosa de entre el 2 y el 3 por ciento, mientras que las lámparas fluorescentes compactas de hoy en día tienen una eficiencia de entre el 7 y el 15 por ciento y la mayoría de las bombillas LED modernas son de 5 a 15 por ciento. Estas nuevas bombillas incandescentes dos etapas aparentemente podrían alcanzar niveles de rendimiento luminoso de hasta un 40 por ciento, pero hasta el momento, el prototipo aún no ha alcanzado ese nivel. Con las pruebas actuales el logro de la eficiencia ha sido del 6,6 por ciento, coincidiendo con algunas de las lámparas fluorescentes compactas y LED de hoy en día, pero con una mejora del triple de las incandescentes actuales.
Esta misma innovación también se podría utilizar para mejorar la eficiencia de los paneles solares, permitiendo a las longitudes de onda pasar a través del intervalo de una banda semiconductor del material en la célula solar. Esto se traducirá en una mayor eficiencia en la conversión de energíar.