¿Se ha preguntado en algún momento cómo es que las farolas parecen saber exactamente cuándo deben encenderse? Nunca es demasiado pronto ni demasiado tarde… se encienden justo cuando el sol se pone y el cielo se oscurece.
Por supuesto, no se accionan manualmente, y es muy probable que tampoco funcionan con un temporizador, ya que se encienden y se apagan a horas ligeramente diferentes cada día. La respuesta son las fotocélulas, también conocidas como sensores crepusculares.
Las fotocélulas estándar requieren una pequeña corriente para operar durante el día cuando la luz está apagada. Dado que los LEDs funcionan con una tensión tan baja, esta pequeña corriente provoca interferencias, parpadeos y una degradación prematura. Por lo tanto, los LED requieren un tipo de fotocélula diferente al de las bombillas convencionales.
¿Qué son las fotocélulas?
Las fotocélulas, los sensores crepusculares, las resistencias dependientes de la luz, como quiera que se llamen, todos hacen lo mismo.
Ahora bien, las fotocélulas son módulos sensibles a la luz que se utilizan para determinar el estado de encendido y apagado de la iluminación en función de los niveles de luz ambiental. En términos sencillos, son detectores de luz que encienden automáticamente las luces al anochecer y las apagan al amanecer.
Se suelen encontrar en el exterior iluminando aparcamientos, carreteras y zonas de seguridad. Son una muy buena forma de reducir el consumo de energía, ya que están diseñados para apagar las luces durante el día cuando la iluminación artificial no es necesaria. ¿Pero cómo funcionan?
Hay una gran variedad de fotocélulas en el mercado, pero todas se basan en el mismo principio. Al igual que los LED, las fotocélulas están hechas de semiconductores, principalmente de sulfuro de cadmio.
Están diseñadas para responder a la luz visible. Cuando el semiconductor se expone a un determinado nivel de luz, se crea una corriente eléctrica y la luz se apaga. Pero cuando el sol se pone y los niveles de luz se agotan, la corriente eléctrica se detiene y la luminaria se vuelve a encender.
En esencia, las fotocélulas se basan en el efecto fotoeléctrico, que es la idea de que se puede producir electricidad utilizando un haz de luz. Este principio fue descubierto por primera vez en 1887 por Heinrich Hertz.
Las fotocélulas funcionan porque cuando no están cerca de una luz, tienen una gran resistencia eléctrica de unos 20 millones de Ω (ohmios). La resistencia eléctrica es una medida de oposición al flujo de la corriente eléctrica.
Una resistencia elevada significa que el flujo de corriente eléctrica es rechazado de plano por la fotocélula, por lo que el LED puede trabajar con todo su potencial.
Por el contrario, durante la luz del día, la fotocélula tiene una resistencia baja, de unos 100 Ω (ohmios). El sensor esta rebosando de electricidad, pero el iniciador de arranque de la bombilla LED no recibe nada, lo que impide que se encienda.
En general, hay dos tipos principales de fotocélulas. En el caso de las fotocélulas enchufables, el sensor se encuentra dentro del espacio ocupado, es decir, la bombilla. Con las fotocélulas de tensión de línea, el sensor forma parte de un circuito mayor de luminarias y es probable que esté en una ubicación diferente a la de la propia bombilla.
¿Son los sensores crepusculares compatibles con los LED?
Cuando se inventaron las fotocélulas hace varias décadas, estas se diseñaron para funcionar específicamente con bombillas de tungsteno (incandescentes y halógenas) y con balasto (fluorescentes y HID).
No fue hasta que los LED se hicieron populares a principios de la década de 2000 que las personas se dieron cuenta de que las fotocélulas tradicionales eran incompatibles con las bombillas de bajo consumo.
Debido a su funcionamiento, las fotocélulas generan una pequeña cantidad de corriente eléctrica durante el día cuando las luces están apagadas. Las bombillas tradicionales funcionan a altos voltajes, por lo que esta pequeña corriente no tiene ningún impacto, y la luz permanece apagada.
Pero los LED requieren mucha menos energía, por lo que esta pequeña corriente provoca interferencias y actúa como carga capacitiva.
En definitiva, esta fuga de voltaje daña la electrónica dentro del LED. Si se combina con una fotocélula tradicional, es probable que el LED empiece a comportarse de forma errática, encendiéndose y apagándose, o fundiéndose prematuramente.
Afortunadamente, los fabricantes de bombillas pronto se pusieron al día y diseñaron un sistema de fotocélula que dirige la pequeña corriente lejos del LED. Para resumir, los antiguos sensores crepusculares serán probablemente incompatibles con los LED, pero los modelos más nuevos serán más flexibles.
¿Pueden parpadear las bombillas LED con una fotocélula incompatible?
Si usted ha estado atento, ya sabrá la respuesta a esta pregunta. Pero para recalcar: sí, las luces LED parpadearán si se emparejan con fotocélulas incompatibles. Esto se debe a que la baja corriente de la fotocélula interferirá con el LED.
Pero también hay otras razones por las que las luces LED pueden parpadear desde el atardecer hasta el amanecer. He escuchado a muchas personas quejarse de que sus luces parpadean durante el acaso – antes del amanecer y el atardecer. Esto es cuando las luces están en proceso de encenderse o apagarse.
Desafortunadamente, no hay mucho que se pueda hacer al respecto. Si sus fotocélulas son ajustables, podría intentar jugar con los parámetros de luz necesarios para activar las luces. Pero una vez que esté completamente oscuro o completamente iluminado, el parpadeo se detendrá por sí solo.
Otra cosa que hay que cabe mencionar es que las fotocélulas se activan con cualquier fuente de luz, ya sea natural, artificial o reflejada. Si su fotosensor está captando su propia luz, puede empezar a parpadear. La forma más fácil de contrarrestar esto es cubrir la fotocélula para que sólo pueda ser alcanzada por la luz natural.
Cómo puedo seleccionar los sensores de fotocélula para la iluminación LED exterior?
Estoy seguro de que puede ver que elegir una fotocélula compatible con LED no es una tarea fácil. No se puede ir a la ferretería local y comprar la primera vea, es necesario tener la información correcta para hacer una compra inteligente.
Con esto dicho, ¿qué tipo de cosas hay que tener en cuenta? Primeramente debe asegurarse de que el sensor utiliza la tecnología moderna de fotocélulas diseñada explícitamente para los LED. Esto lo puede comprobar leyendo la hoja de especificaciones del producto del sensor. Suele aparecer en la sección “Carga nominal”.
Independientemente del tipo que sea, las fotocélulas tienen tres cables. En algunos casos puede haber un cable adicional si la fotocélula viene con el temporizador. Y por último, hay que comprobar que el voltaje de la fotocélula coincide con el de la instalación del LED.
Palabras finales
Ya está todo dicho. Esto es todo lo que usted debe saber sobre las fotocélulas y su relación con los LEDs. Ya no deberá preocuparse de tropezar con los adornos de su jardín cuando llegue a su casa después de una noche con sus amigos.
Sospecho que el diseño tradicional de las fotocélulas irá desapareciendo poco a poco en los próximos años, en consonancia con el declive de las bombillas incandescentes y halógenas.
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Pablo Barrantes es ingeniero industrial graduado de la Escuela de Ingenierías Industriales de Badajoz. Con experiencia en iluminación y energías renovables, es un experto en el campo gracias a sus estudios y años de trabajo en el sector.
Además de su pasión por la iluminación, le encanta comunicar y ayudar a las personas, por lo que ha creado este blog sobre iluminación para compartir sus conocimientos y experiencias con la comunidad.