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Introducción
El sistema de iluminación en espeleología es vital para la buena
visión y seguridad en las cavidades, sin embargo apenas ha
cambiado en las últimas décadas, por no remontarnos incluso a
los comienzos de la espeleología. El sistema más utilizado sigue
siendo la luz del carburero como sistema principal y la frontal
eléctrica con una o dos bombillas como sistema secundario.
El carburero posee una luz muy uniforme pero de escaso alcance y
muy rojiza, la frontal eléctrica normal posee un haz de luz más
concentrado de mayor alcance pero muy irregular en la
distribución de la intensidad luminosa (Fotos 1 y 2).
Ambos sistemas se complementan pero suelen presentar numerosos
inconvenientes. Por suerte hoy en día ya es posible disponer de
la iluminación casi perfecta, para ello se hace uso de un nuevo
tipo de diodos luminosos de alta eficiencia. Estos son los LEDs
(Light Emitting Diodes) de luz blanca.
Aquí presentamos la descripción de las características de este
tipo de diodos así como una visión general para el diseño y
construcción de sistemas de iluminación basados en este tipo de
tecnología, tanto para frontales auxiliares como para frontales
usadas como luz principal en cavidades. Haremos mención especial
a dos modelos de frontales desarrollados por nosotros, cuyas
primeras pruebas las iniciamos a mediados del 2000 y el primer
sistema completamente terminado, para uso en cuevas, se realizó
a principios del 2001.
LEDs de luz blanca. ¿Qué son?
Los LEDs de luz blanca son diodos azules, que emiten luz a una
longitud de onda de unos 460nm, recubiertos con una capa de un
derivado de fósforo. El fósforo absorbe la luz azul y la reemite
a distintas longitudes de onda en el espectro visible, generando
luz blanca (Figura 1).
Figura 1. Espectro de emisión de un LED de luz blanca.
Están basados en semiconductores de InGaN (Nitruro de Indio y
Galio), difíciles y raros, y por tanto caros. Los primeros
diodos de este tipo surgieron a mediados de los 90,
desarrollados por la casa Nichia.
Existen varios formatos de LEDs de luz blanca, pero quizá el más
adecuado para nuestros propósitos sea el de 5 mm de la Figura 2
y Foto 3. La parte negativa del diodo (cátodo) se encuentra
unida directamente a un pequeño reflector metálico parabólico
que a su vez sirve de terminal de salida. Por este terminal se
disipa la mayor parte del calor generado durante el
funcionamiento del LED. El polo positivo del diodo se encuentra
soldado al terminal de salida (ánodo) a través de un fino
conductor metálico, normalmente de oro. El diodo se encuentra
recubierto de una película del derivado de fósforo que le da una
tonalidad amarillenta. El conjunto se encuentra encapsulado en
una resina epoxídica de calidad óptica (alta transparencia) que
sirve de soporte, protección y óptica de enfoque.
Figura 2. Visión esquemática de un LED de luz blanca.
Existen LED con distintos reflectores lo que permite variar el
ángulo de apertura del haz luminoso. La mayoría de los LEDs de
luz blanca, útiles a nuestros propósitos, se comercializan con
ángulos de visión de 20º, 50º y 70º. Este ángulo no es el de
apertura máxima, sino que se refiere al doble de la apertura en
la cual la intensidad luminosa ha disminuido la mitad respecto a
la máxima central. Por ejemplo, en uno de 20º, la intensidad ha
disminuido a la mitad a los 10º de apertura respecto al centro
focal. La apertura no cambia la cantidad de luz emitida (se
suele dar en lumen), solo la forma en que ésta se distribuye.
Veamos las características eléctricas que más nos pueden
interesar:
En primer lugar destacar que estos LEDs son sensibles a la
electricidad estática y por tanto es mejor mantenerlos, antes de
ser montados en el sistema, en plástico antiestático o en papel
de aluminio. Para su manipulación es aconsejable descargarse de
electricidad estática tocando una buena toma de tierra (puede
ser una tubería de agua metálica) y trabajar con soldador y
pulsera antiestática conectados a tierra.
Un LED al ser un diodo posee una polaridad que debe ser
respetada, una inversión de polaridad con voltaje excesivo los
puede dañar. Normalmente el voltaje inverso máximo es de unos
5v.
La intensidad nominal es de 20mA (miliamperios) con una caída de
tensión típica de 3.6V, lo que corresponde a una potencia
disipada de 72mW (milivatios). Los parámetros máximos son de
30mA y 120mW, siempre que se mantenga el conjunto a temperaturas
inferiores a 25ºC. Si se supera la temperatura máxima de la
unión semiconductora (unos 100ºC) el diodo se funde. En
realidad, los LEDs poseen una respuesta no lineal de la
intensidad frente al voltaje, incluso entre diodos de la misma
procedencia se observan variaciones notables de estas
características. Por ejemplo, nosotros medimos entre un total de
unos 200 diodos de la casa Nichia, variaciones de voltaje entre
3.27V y 3.85V a una intensidad fija de 27mA.
Teóricamente con los LEDs se pueden conseguir eficacias
luminosas de más de 200 lumen/vatio, aunque actualmente está
entre 15 y 25 lumen/vatio. En algunos sitios se dice que su
eficacia está muy por encima que la mayoría de otras fuentes
luminosas, pero esto es totalmente falso. Por ejemplo una
bombilla normal de las utilizadas en una frontal tiene unos 5
lumen/vatio, una buena halógena puede estar sobre 15-20
lumen/vatio, las fluorescentes rondan los 80 lumen/vatio y las
de sodio de baja presión (esas amarillentas utilizadas en
alumbrado público) los 150 lumen/vatio. Como se ve superan a las
lámparas de volframio normales y están en el orden o ligeramente
por encima de las halógenas, pero están bastante alejadas aun de
otros sistemas de iluminación.
La duración de los LEDs de luz blanca es de unas 100.000 horas.
Esta es una duración del elemento semiconductor y en condiciones
de laboratorio. En realidad el fósforo, incluso el encapsulado
epoxídico se degradan con el tiempo y sobre todo con la
temperatura, lo que se traduce en una pérdida progresiva de la
luminosidad y el color. Un cálculo más realista puede situar la
duración en unas 10.000 horas, con una pérdida luminosa del 50%.
La intensidad luminosa depende también de la temperatura de la
unión semiconductora de forma que cuanto más baja sea ésta,
mayor es la intensidad.
La luz que emiten es una luz blanca ligeramente azulada (Foto
4). Para la medida de la tonalidad de la luz blanca se utiliza
como referencia la luz emitida por un cuerpo negro ideal a
distintas temperaturas medidas en grados Kelvin (K). A
temperaturas bajas la luz tiene una tonalidad amarillo-naranja y
conforme aumenta la temperatura la tonalidad se vuelve azulada.
Por ejemplo las lámparas de volframio estándar emiten por debajo
de 2900 K (muy amarillas), las halógenas entre 2900-3100 K, las
fluorescentes entre 2700-4000 K y los LEDs blancos de la casa
Nichia a 6500 K (existen de otros rangos). Como referencia
indicar que la luz del día es de 5800 K. Como se ve la luz de
los LEDs es muy parecida a la luz del día, pero un poco más
azulada.
Ventajas e inconvenientes de los LEDs de luz blanca
Existen unas ventajas obvias como son la resistencia mecánica
(algunos de nosotros hemos llevado LED rojos en el casco,
directamente expuestos a los golpes, durante más de 3 años y han
sobrevivido), luz parecida a la del día (mucho más adecuada al
ojo humano), no queman ni contaminan y larga duración eléctrica
(prácticamente toda la vida), mientras que una bombilla de
frontal suele durar menos de 100 horas y con un golpe se pueden
romper.
Sin embargo algunas diferencias no son tan obvias, pero son las
que marcan una clara ventaja respecto a otras iluminaciones
eléctricas o de carburo.
Cabe destacar:
Son totalmente regulables y podemos trabajar a distintas
intensidades sin perder eficacia, incluso con bajas intensidades
esta aumenta hasta en un 30-40%. Se puede aprovechar totalmente
la capacidad de las pilas. Son una clara diferencia con las
frontales normales, las cuales difícilmente son regulables y
aunque producen una luz razonable con las pilas nuevas, ésta
decae rápidamente al bajar un poco el voltaje de éstas. El hecho
real es que a pesar de que el rendimiento luminoso de los LEDs y
de las buenas halógenas es similar el aprovechamiento de las
pilas por parte de los LEDs es tal que su duración se multiplica
por 5 o 10 y sin perdidas de intensidad o color.
Al disponer los LEDs de su propio proyector no necesitan de uno
adicional y lo que es más importante, toda la luz se dirige de
manera uniforme hacia la zona de visión del ojo, con mayor
intensidad en la zona central y disminuyendo suavemente hacia la
periferia (Foto 4). En una frontal convencional, por muy buena
que sea la parábola proyectora (no suele ser el caso), siempre
existen unas zonas de mucha más intensidad que otras y además la
luz suele acabar de manera abrupta a determinados ángulos de
visión (Foto 2). Esto es fatal para la adaptación del ojo que
ajusta la apertura de su iris a los puntos de máxima intensidad
y por tanto no ve correctamente en las zonas oscuras que deja el
haz de la frontal. El resultado es que a pesar de poseer en
algunos casos una buena no deseado. El carburero en cambio posee
una iluminación mucho más agradable y uniforme (Foto 1) y si se
le da potencia, de gran cantidad de lúmenes. Pero por la forma
de la llama y al no poseer normalmente proyector (y si se tiene
se inutiliza con el negro del humo), irradia en todas las
direcciones de una esfera con la pérdida considerable de luz en
la zona de visión y el deslumbramiento y consiguiente pérdida de
adaptación ocular al resto de espeleólogos próximos (el ojo
tarda entre 15 y 30 minutos para adaptarse a la oscuridad). Como
todo el mundo sabe, solo permite visionar objetos relativamente
cercanos.
Algún inconveniente también tienen los LEDs blancos, por ejemplo
no son baratos y resultan difícil de conseguir, pero esto se
solucionará con el tiempo. Pero quizá el mayor inconveniente es
que para su correcto funcionamiento necesitan trabajar a
intensidad constante. No les gusta en absoluto trabajar a
voltaje constante ya que si éste se mantiene, sucede que
conforme aumenta la temperatura de la unión semiconductora se
produce un aumento de la intensidad a través del diodo. Este
aumento de intensidad genera a su vez un nuevo aumento de
temperatura y el LEDs puede entrar en una avalancha térmica y
ser destruido. Si se observa la Figura 3, es como si el aumento
de temperatura provocara el desplazamiento de la respuesta
intensidad/voltaje hacia la izquierda de la gráfica. Por tanto
cualquier montaje con LEDs, para que sea estable, debe de poseer
algún tipo de limitación de intensidad y una buena disipación
térmica.
Diseño de una frontal con LEDs
Hay que distinguir entre el diseño de una frontal con pocos LEDs
usada como luz auxiliar o como iluminación en el exterior de
cavidad y el diseño y desarrollo de un sistema de luz principal
capaz de sustituir al carburero y a la frontal convencional.
Frontal
auxiliar
En este caso los requisitos de fiabilidad y duración no son muy
exigentes y bastará con evitar la inversión de la polaridad de
las pilas y utilizar algún tipo simple de regulación de
intensidad para evitar la avalancha térmica. Como los
requerimientos de disipación no son muy grandes puede ser
construida aprovechando la carcasa de una frontal comercial. No
vamos a entrar en detalles de construcción ya que existen muchas
posibilidades (tantas como frontales comerciales). Unicamente
haremos mención a las formas más habituales y simples del
control de intensidad mediante el uso adecuado de resistencias
limitadoras.
Con un solo LED el uso de una resistencia adecuada (R) en serie
evitará el problema de la avalancha térmica ya que cualquier
aumento de intensidad provocará un aumento de la caída de
voltaje en la resistencia (VR=I x R). Como el voltaje total (V)
se mantiene, no le queda más remedio al LED que bajar su voltaje
(VLed) por lo que automáticamente baja la intensidad. Este
sistema tan simple no mantiene la intensidad constante a largo
plazo, ya que conforme las pilas se van agotando el voltaje
total (V) y por tanto la intensidad (I) bajan y además parte de
la potencia de las pilas las disipa la resistencia (R). Veamos
un caso práctico: Tenemos un LED que consume 20 mA a 3.6V (es lo
más habitual pero como hemos indicado antes existe una variación
de LED a LED, si no podemos o queremos medir cada LED podemos
asumir el valor habitual), y queremos hacerlo trabajar a una
intensidad máxima de 20 mA. (0.02A) Necesitamos 3.6V o más para
alimentarlo, elegimos 4.5V (pila de petaca o tres pilas en
serie) y por tanto la resistencia tiene que eliminar 0.9V (4.5V
pila-3.6V LED). La resistencia tendrá que ser de 45 ohmios
(0.9V/0.02A). Se elige el valor estándar más próximo de 47
ohmios.
Con dos o más LEDs tenemos la opción de montarlos en serie o en
paralelo. En el primer caso solo hace falta una resistencia
limitadora, pero necesitamos el doble (o el triple con tres
LEDs...) de voltaje. En el segundo caso necesitamos una
resistencia limitadora por cada LED y multiplicar la intensidad.
Los cálculos son similares al caso anterior.
Frontal principal
Para el diseño y construcción de una frontal a LEDs, que pueda
ser utilizada como luz principal en una cavidad y por tanto como
sustituto del carburero, se debe considerar todo lo
anteriormente mencionado y debe ser construida robusta y fiable.
Se debe prestar especial atención al control de la intensidad y
a una eficaz disipación térmica.
Únicamente vamos ha comentar dos sistemas desarrollados por
nosotros, pretendiendo dar una idea suficiente para que
cualquier persona con unos conocimientos mínimos de electrónica
y algo de habilidad manual pueda construirlos o basarse en ellos
para desarrollar su propio sistema. El primer modelo realizado,
al que llamaremos frontal-1, se finalizó al inicio del año 2001
y se construyeron 8 montajes. El segundo modelo, con 9 montajes
realizados, se hizo al año siguiente y lo llamaremos frontal-2.
Vamos a considerar tres apartados:
1-Tipo y número de LEDs.
2-Disposición y control eléctrico/electrónico de los LEDS.
3-Construcción mecánica.
Veamos cada uno de estos apartados.
Tipo y número de LEDs.
Un carburero, con una llama estable potente, suele suministrar
entre 200 y 300 lúmenes, con potencias punta de 400 lúmenes
difíciles de mantener. Un LED trabajando a su potencia nominal
de 72 mW, considerando una eficacia de 20 lumen/vatio, produce
1.44 lúmenes y harían falta 277 LEDs para generar 400 lúmenes.
Esos 400 lúmenes se distribuyen a lo largo de una esfera y solo
una parte se dirige hacia la zona de visión del ojo. Aunque el
ángulo de visión humana abarca algo más de 180º en realidad sólo
en la zona central tenemos la máxima resolución visual, y ésta
es la que necesita ser iluminada con la máxima intensidad. Se
puede considerar esta zona de 90º e incluso inferior. Según esto
para iluminar esa zona con la misma potencia que el carburero
necesitaríamos unos 60 lúmenes, que serían 42 LEDs. Esta es una
cantidad más razonable, pero aun excesiva.
Podemos enfocar el problema desde otro punto de vista, es decir
en vez de hablar de potencia luminosa (lúmenes) hablemos de
intensidad luminosa (candelas). El carburero a plena potencia
produce una intensidad luminosa de unas 30 candelas (cd) de
manera uniforme en cualquier parte de su esfera de iluminación.
Los LEDs producen la máxima intensidad en el centro y luego,
dependiendo del ángulo de apertura, desciende esa intensidad de
manera progresiva hasta unos 120-180º. Los de 20º producen en el
centro 5.6 cd y los de 50º 1.56 cd (datos de mediados del 2000
de LEDs de la casa Nichia). Por las características y
antecedentes, parece que lo más adecuado es usar los de 20º.
Usando estos LED, para producir 30 cd en el centro de visión,
necesitamos únicamente 5 ó 6 unidades (fantástico¡¡¡). Pero
claro esta intensidad es en el centro, por ejemplo a 10º la
intensidad será de 15 cd (la mitad). Un número más adecuado es
24 diodos que permite multiplicar por 4 ó 5 la intensidad en el
centro, respecto al carburero, y mantener una intensidad
suficiente en ángulos de visión de hasta 40 u 80º, muy adecuado
al ojo humano. Esto nos permite visualizar objetos a una
distancia muy superior a la del carburero, con lo que
prácticamente no va a ser necesaria una luz auxiliar de
profundidad, salvo que se quiera ver objetos situados a más de
30 o 40 metros.
Esta es la opción elegida en la frontal-1. Un ligero
inconveniente es que a muy cortas distancias, cuando uno se mira
los pies o un par de metros más adelante, el haz luminoso
presenta mucha intensidad en el centro respecto a las orillas.
Esto se puede solucionar, a costa de perder algo de profundidad,
cambiando algunos LEDs de 20º por otros de 50º. Esta es la
opción utilizada en la frontal-2 que lleva solo 18 LEDs, cinco
de ellos de 50º.
Disposición y control eléctrico/electrónico de los LEDS
Para la frontal-1 los 24 LEDs se han dispuesto en 8 series en
paralelo de 3 diodos cada una (8x3=24). Los diodos están
calibrados de forma que el voltaje de cada serie, medido a la
máxima intensidad de uso, sea idéntico (ver Figura 5). En
nuestro sistema la máxima intensidad es de 22.5mA por LEDs
(consumo total de 22.5x8=180mA) y el voltaje de 10V. Esto evita
el uso de resistencia limitadoras lo que aumenta la eficacia del
conjunto y por tanto la duración de las pilas, pero requiere una
medida minuciosa de cada LEDs y su posterior selección, entre un
gran numero de ellos. La frontal-2 posee los 18 LEDs en
paralelo, cada uno con su resistencia limitadora calculada para
cada LEDs. La máxima intensidad es de 15mA por LED (consumo
total de 15x18=270ma) y el voltaje de 3.7v. Posee menor
rendimiento, mayor estabilidad y no se necesita tantos LEDs para
realizar la selección.
El control de la intensidad de los LEDs, para un sistema estable
con el tiempo, es uno de los problemas más difíciles de
resolver. La opción mejor, desde el punto de vista del
aprovechamiento energético, es el uso de un conversor de
corriente continua a intensidad que puede ser ascendente (step
up) o descendente (step down). Esta opción la descartamos ya que
es un sistema bastante complejo, con componentes difíciles de
encontrar, extraordinariamente sensible a la humedad y además
trabaja a altas frecuencias con lo que al ir cerca de la cabeza,
no muy recomendable. Finalmente nos decidimos por una fuente
electrónica de intensidad constante de alta eficacia que mantiene estable la intensidad de la luz con el tiempo y
permite un buen aprovechamiento de las pilas. Todo el control lo
realiza un pequeño integrado (LM334), que es capaz, mediante una
pequeña caída de tensión de solo 0.064v en la resistencia
conectada entre R y V-, de regular perfectamente la intensidad
que atraviesa los LEDs. El transistor PNP (BD136) únicamente
aumenta la intensidad que puede suministrar el integrado.
Variando la resistencia, mediante el conmutador, se modifica la
intensidad y por tanto la luz que suministran los LEDs. El
frontal-1 posee un conmutador rotativo que permite 6 potencias
luminosas. El frontal-2 posee un conmutador de palanca (más
fiable que el rotativo) que solo permite 3 posiciones y la
matriz de 24 diodos se sustituye por los 18 diodos con
resistencias limitadoras en serie (similar a Figura 4, opción
paralelo). En este último caso, la potencia mínima está entre la
2 y 3, la media entre la 3 y 4 y la máxima como la 5 de la
frontal-1.
Por precio, asequibilidad, autonomía y peso, las pilas tipo AA
(LR6) alcalinas son las ideales. Por supuesto se pueden usar de
otro tipo e incluso recargables.
Hemos utilizado 9 pilas alcalinas tipo AA soldadas en serie,
para evitar fallos debido a falsos contactos en la frontal-1.
Esta opción permite aprovechar las pilas desde su carga máxima a
13.5V (9x1.5), hasta unos 10V a máxima potencia o hasta unos
7.2V con potencias mínimas (0.9V por pila). La falta de aumento
de intensidad luminosa en las potencias superiores nos avisa de
un cambio de pilas.
Además hemos incluido en el frontal-1 un sistema de emergencia
con 3 diodos y resistencias limitadoras con dos potencias no
reguladas y con sistema de baterías (tres pilas alcalinas tipo
AAA soldadas en serie) totalmente independiente de la luz
principal. Este sistema auxiliar es similar en prestaciones a la
Tikka de Petzl.
La frontal-2 utiliza 4 pilas alcalinas tipo AA, en un portapilas.
No lleva luz de emergencia y pesa menos que la frontal-1. En
este caso es aconsejable llevar una pequeña linterna auxiliar.
Construcción mecánica
Todo el montaje mecánico se diseño a partir de cero y usando una
carcasa de aluminio (uno de los metales más ligeros y que mejor
disipan el calor) fabricada a partir de un perfil estandarizado
rectangular, de 60x40mm para el frontal-1 y de 60x20mm para el
frontal-2.
En el caso del frontal-1, los 27 diodos y electrónica van
soldados, con soldadura doble, en una placa de circuito impreso
de doble cara diseñada ex profeso. Todo el conjunto y las pilas
de emergencia van alojados en esta carcasa frontal, que aunque
no se ha diseñado para ser sumergible, si que es estanca y
permite ser mojada he incluso soporta pequeñas inmersiones. Solo
las baterías principales van alojadas en una caja situada en la
parte posterior (o en el interior incluso) del casco y unidas
mediante un conector RCA (Fotos 5 y 6). Esto permite desconectar
fácilmente las pilas y ser sustituidas en caso necesario. El
conjunto total es muy ligero, unos 400 g. Teniendo en cuenta que
solo las pilas ya pesan 250 g, el resto apenas llega a los 150
g. Para que sirva de comparación solo la frontal, el piezo,
salida de acetileno y tubo de los sistemas tradicionales pesan
entre 400 y 500 g y son más voluminosos. Además está el
carburero, carburo y agua que añaden entre 500 y 1000 g más.
La frontal-2, posee la electrónica separada de los LED en su
caja estanca independiente y alojada en la parte trasera del
casco junto con las pilas (fotos 7 y 8). La carcasa frontal
solo lleva los 18 LEDs y sus resistencias limitadoras, con un
sistema de enfriamiento más eficaz.. Su peso total es de 230 g.
5.Uso práctico y futuras expectativas
En las fotos 10-13 se puede apreciar la diferencia de tonalidad
y visión de la luz de carburero frente a la frontal-1. A máxima
potencia (fotos 10 y 11) el carburero suministra una mejor
visión de la zona periférica pero la frontal-1 le supera
limpiamente en la zona central. Además hay que recordar que
mientras la frontal-1 puede mantener esta potencia
indefinidamente, el carburero solo la mantiene durante unos
segundos antes de caer a su intensidad normal que viene a ser la
de la foto 12. En este caso la frontal-1 (foto 13) le supera en
todos los sentidos.
La verdad es que los resultados de los sistemas en cavidad han
sido asombrosos superando las expectativas que se tenían. Quien
lo ha probado ya no quiere ni oír hablar del carburero y
frontal. Es una verdadera gozada llegar a la cavidad y no tener
que llenar de carburo (con el incomodo troceado previo), agua y
seguramente desatascar el carburero con la consiguiente perdida
de tiempo y desesperación en algunos casos cuando el carburero
da problemas. Basta con dar un interruptor y listo¡¡¡. Al salir
basta con desconectar y encima se evita el consabido perfumado
del coche.
Ya dentro de la cavidad el ahorro de peso y sobre todo la
ausencia de apagones y enganchones empiezan a notarse en la
primera gatera o paso estrecho. Cuando la situación se pone
realmente embarrada aun se aprecian mas las ventajas, ni un solo
apagón, no es necesario estar regulando continuamente la luz. En
situaciones extremas el carburero se tapona completamente y deja
de funcionar y cuando recurre uno a la frontal, esta empieza a
fallar por suciedad de los contactos eléctricos o se queda uno
sin pila en el momento más inoportuno. Sin mencionar el poder
respirar en zonas estrechas sin el enrarecimiento del aire por
la combustión y los humos del carburero. Pero lo que deja a uno
asombrado la primera vez que usa el sistema es cuando ilumina
alguna colada o zona con formaciones blancas. Estas destacan en
todo su esplendor y uno se queda atónito ante su blancura (fotos
10-13). Cuando uno sale al exterior, la tenue iluminación del
sol que penetra por la boca, parece amarilla.
Como hemos mencionado anteriormente, el frontal-1, posee 6
intensidades reguladas distintas. La primera de ellas (1) no
tiene utilidad práctica ya que esta diseñada únicamente para
conseguir que el casco este permanentemente iluminado y se pueda
localizar en la oscuridad. A pesar de eso uno se ve las manos y
a veces incluso los pies. En esta situación las pilas pueden
durar más de 3 años¡¡¡. Las otras 5 potencias ya son
utilizables. Según las características de las pilas utilizadas y
el consumo de cada una de las posiciones se puede establecer la
duración de las pilas en, aproximadamente, y empezando de la
máxima potencia (6) a la mínima (2): 10h(6); 28h(5); 60h(4);
120h(3) y 600h(2). Puede que parezca poca autonomía con altas
potencias, pero es que realmente uno no gasta la 5 y la 6 nada
más que para ver grandes salas, objetos muy lejanos (25-50 m) o
impresionar al personal. Con la potencia 2 uno ve perfectamente
en gateras, pequeñas galerías y cuando esta descansando o
comiendo. Puede ver objetos situados a 5 m de distancia. Con la
3 y 4 uno se desenvuelve fácilmente en cualquier tipo de galería
y situación.
Desde el punto de vista práctico la duración de las pilas es
extraordinaria, en los ocho diseños gemelos que se han
construido el primer cambio de pilas se ha realizado entre las
100 y 150 horas de funcionamiento. Esto ha supuesto entre 12 y
18 entradas de 8 h de duración. No es necesario entrar un juego
de pilas a la cavidad (salvo que se quiera hacer permanencia de
varias semanas), ya que realmente uno no se puede quedar sin
pilas, incluso usando las máximas potencias. Esto se debe a que
el sistema electrónico mantiene constante la intensidad de la
luz, pero cuando las pilas empiezan ha agotarse la intensidad
luminosa baja progresivamente alargando enormemente la duración
de las pilas. A pesar de todo (aunque difícil) puede fallar todo
el sistema electrónico; para eso esta el sistema de emergencia
que sin ningún tipo de electrónica puede suministrar luz durante
más de 30 h. De hecho en más de 4000 horas de funcionamiento de
los montajes, no ha sido indispensable el sistema de emergencia.
Incluso se han realizado pruebas entrando en cavidades con las
pilas ya casi agotadas, en las cuales las potencias superiores
ya no eran utilizables, y se ha podido trabajar durante varias
horas y salir de la cavidad.
El frontal-2, posee menos autonomía, ya que en uso regular las 4
pilas duran entre 30 y 40 horas, realizándose su cambio cada 3 a
5 entradas en cavidad.
Actualmente ya se ha aumentado la eficiencia luminosa de los LED,
lo que permite utilizar menos. Incluso ya están saliendo al
mercado diodos con potencias del orden de 10 a 15 veces más y
algunos con 50 veces de potencia a punto de salir. También es
más fácil de conseguir los LEDs, ya que ha aumentado el número
de casas que los fabrican. Pero hay que asegurarse de que
produzcan la potencia luminosa adecuada y sobre todo de que el
haz luminoso no muera de manera abrupta y se extienda de manera
progresiva hasta el ángulo de visión del ojo. Sin duda alguna
los días de nuestro viejo y conocido carburero se han acabado y
entramos en una nueva era de la iluminación en cavidades.
Bibliografía
Información sobre pilas se puede encontrar en
http://www.duracell.com.
Para ampliar información sobre medidas de luz (lumen,
candela...)
http://www.caves.org.uk/led/
y referencias aquí indicadas
Una frontal especial para espeleología juntamente con numerosa
información sobre características de los LEDs y diseño de una
luz adecuada al ojo humano se puede encontrar en
http://www.hdssystems.com.
Para ampliar información de cualquier aspecto sobre el presente
articulo dirigirse al G.E.C. o a la dirección de correo
electrónico
ramon.j.zaragoza@uv.es
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