Un invento que promete revolucionar la forma en que iluminamos nuestros hogares y lugares de trabajo u ocio, en definitiva todo nuestro  entorno – y ya está presente en las brillantes pantallas de los teléfonos móviles, ordenadores y TVs- ha valido el Premio Nobel de Física a sus inventores,  dos científicos japoneses Prof. Isamu Akasaki, y Prof. Hiroshi Amano y un estadounidense de origen japonés Shuji Nakamura.

Foto de Portada: Los tres ganadores del Premio Nobel de Física por su invento de diodos emisores de luz azul. De izda. a dcha, Prof. Isamu Akasaki, de Meijo University, Prof. Hiroshi Amano de Nagoya Universityy Shuji Nakamura, de la Universidad de California en Santa Barbara, Foto cortesía de AP Photo/Kyodo News- JAPAN OUT

Al inventar un nuevo tipo de diodo emisor de luz –LED– los científicos superaron un cuello de botella crucial para la iluminación al crear luz blanca mucho más eficiente que la de las bombillas incandescentes o fluorescentes. Ahora los LED están pisando fuerte y los expertos auguran que su uso no hará sino crecer. Este invento ha hecho emerger una industria estimada por Royal Philips NV  en unos75 mil millones de dólares (unos 59.000 millones de euros) y que crecerá del 20 al 25 por ciento anual al tiempo abre las puertas de la iluminación para las personas que viven aisladas de la red eléctrica. En este sentido, la iIuminación LED también ha ayudado a abrir nuevos mercados en continentes como África, donde muchas personas tienen un acceso limitado a la red eléctrica. A diferencia, las tradicionales bombillas de alto consumo, los LED pueden funcionar con energía solar y otras alternativas locales más baratas.

Las lámparas LED representaron el 15 por ciento de las ventas globales de iluminación en 2013, frente al 4 por ciento en 2009, según Euromonitor International, una empresa de investigación de mercado mientras en Asia, los LED ya representan 20 por ciento del mercado.

Dominio de estratificación compleja de semiconductores

Neil Greenham, profesor de física en la Universidad de Cambridge   explicó que «Para hacer un LED, es necesario depositar varias capas de materiales,» Y refiriéndose a  los tres científicos «Parte de su logro ha sido resolver el problema de cómo depositar estas estructuras sin causar defectos.» Los tres científicos fueron los primeros en dominar la estratificación compleja de materiales semiconductores necesaria para crear los diodos emisores de luz azul, requeridos para complementar los existentes diodos rojos y verdes inventados décadas antes y crear una luz de color blanco.

Por su parte el comité Nobel de la Real Academia Sueca de Ciencias  insistió en la importancia del invento al anunciar el premio a los investigadores Isamu Akasaki , Hiroshi Amano y Shuji Nakamura quienes compartirán el premio de 8 millones de coronas (unos 880.000 euros). «Las bombillas incandescentes iluminaron el siglo 20, el siglo 21 será iluminado por lámparas LED«.

“Su trabajo, iniciado desde principios de 1990, condujo a una transformación fundamental de la tecnología para la iluminación”, dijo el comité. Y cuando los tres lleguen a Estocolmo a recoger sus premios a principios de diciembre, » difícilmente podrán no constatar que la luz de su invención brilla en casi todas las ventanas de la ciudad.», refiriéndose a la costumbre sueca de colocar en todas las ventanas en Navidades candelabros cuya luz es hoy LED.

Tres mentes distintas para un único descubrimiento

Nakamura, de 60 años, es profesor en la Universidad de California, Santa Barbara. Akasaki, de 85 años, es profesor en la Universidad de Meijo  y la Universidad de Nagoya  ambas en Japón, mientras que Amano, de 54 años, también es Profesor Graduado de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Nagoya. Akasaki y Amano llevaron a cabo sus inventos para obtener haces de luz azul de sus semiconductores a principios de 1990 cuando trabajaban en Nagoya, mientras que Nakamura estaba trabajando por separado en la empresa japonesa Nichia Químicos Corp.

En conferencia de prensa, Nakamura, ciudadano estadounidense, dijo que está «feliz de ver que mi sueño de la iluminación LED se ha convertido en una realidad. Hoy en día podemos comprar bombillas de bajo consumo en el supermercado y ayudar a reducir el consumo de energía. Espero que esto ayude a reducir el calentamiento global también «, dijo. Cuando le preguntaron si era consciente de la importancia de su investigación, dijo a los periodistas: «Nadie puede hacer un teléfono celular sin … mi invención.»

Nakamura, co-fundó la compañía Soraa, que se basa en una plataforma de tecnología LED diferente de la utilizada por la industria. En 2005, Nakamura demandó a Nichia en una disputa sobre los derechos de su descubrimiento. La compañía pagó originalmente a Nakamura 20.000 yenes – unos145, 8 euros de hoy – por su contribución al diodo, una aportación que un tribunal de Tokio dictaminó podría ascender a los 60 millones de yenes (437.391 euros). Nichia finalmente saldó su deuda con Nakamura por unos 840 millones de yenes, o alrededor de 6,12 millones de euros.

Akasaki dijo en una conferencia de prensa televisada a nivel nacional en Japón, que se había enfrentado al escepticismo sobre si su investigación daría su fruto. «Pero nunca me sentí de esa manera, no pensaba en si mi investigación tendría éxito o no «, dijo. «Yo sólo estaba haciendo lo que quería hacer.»

De cómo el azul transformo la iluminación

Antes del trabajo de estos investigadores, los científicos habían sido durante mucho tiempo capaces de producir luz roja y verde con LED. Pero necesitaban un LED azul también para conseguir la luz blanca, un objetivo perseguido cerca de 30 años y que consiguieron los tres nuevos premios Nobel cuando crearon los LED azules.

Se trata de «un invento fundamental que está cambiando rápidamente la manera de llevar la luz a todos los rincones de la casa, la calle y el lugar de trabajo,» dijo en un comunicado H. Frederick Dylla, director ejecutivo y director general del Instituto Americano de Física.

«Es muy posible que esto vaya a cambiarlo todo. Todas las fuentes de luz podrían convertirse fácilmente en fuentes de luz basadas en LED azul,» dijo Mark Rea, director del Centro de Investigación de Iluminación en el Instituto Politécnico Rensselaer  en Troy, Nueva York.

Para Olle Inganaes, profesor de electrónica biomolecular y orgánica en la Universidad de Linkoeping  en Suecia el resultado es  «Un enorme aumento de la eficiencia energética. Algo así como una cuarta parte de nuestro consumo de electricidad en la mayoría de las economías industrializadas va a la iluminación. Así que tener mucha más luz con mucha menos electricidad va a tener un gran impacto en nuestra civilización moderna».

Nadarajah Narendran, director de investigación en este centro, estimó que el porcentaje de iluminación por luces LED en casas, oficinas, calles e industrias se acerca al 10 por ciento en Estados Unidos. Dentro de cinco años, dijo, esa fracción será probablemente superior al 30 por ciento ya que los precios están bajando. “Las personas ya pueden comprar luces LED para sus hogares a un precio bastante asequible”, dijo. Además añadió,  “En los países pobres, esas luces están reemplazando alternativas como lámparas de queroseno. Ha tocado a personas pobres y ricas en un plazo de tiempo muy corto”.

Cambio en el modelo de negocio y restructuración

Las bombillas tradicionales tienen una vida de dos a tres años, lo que significa que tradicionalmente las empresas podían depender de ciertas ventas regulares de productos para reemplazo, mientras que las bombillas LED que pueden durar 20 años han cambiado totalmente el modelo de negocio, lo que conlleva la pérdida de miles de empleos.

Hace apenas un mes, Philips anunció que escindiría su negocio de iluminación debido a una mayor competencia y el incremento de costes de investigación, siguiendo el ejemplo de Siemens AG. En este gigante, Osram Licht AG se sacó fuera de Siemens el año pasado y en julio la empresa de iluminación anunciaba que recortaría 7.800 puestos de trabajo más debido a que las ventas de bombillas tradicionales estaban disminuyendo más rápido de lo previsto, lo cual se sumó a la eliminación de miles de puestos en 2012.  Los analistas señalaron que General Electric Co., el tercer mayor fabricante de iluminación, podría desprenderse de esas operaciones, en particular después de que el fabricante con sede en Fairfield, Connecticut, vendió en septiembre su unidad de electrodomésticos.

Philips y Osram, los dos mayores fabricantes de iluminación del mundo, se enfrentan a una mayor competencia de las empresas asiáticas como Toshiba Corp. y Samsung Electronics Co., que ya fabrican los semiconductores utilizados en LED para la fabricación de otros productos electrónicos, tales como televisores y ordenadores.

 

El primer Premio Nobel de Física fue otorgado a Wilhelm Roentgen por su descubrimiento de los rayos X. Peter Higgs y François Englert lo ganaron el año pasado para describir el bosón de Higgs, una partícula teórica que puede explicar de dónde proviene la masa.

Tres Premios Nobel en Física. De Izda a dcha: Albert A. Michelson (1907), Albert Einstein (1921) y Robert A. Millikan (1923).